複合スイッチ回路及び複合スイッチ回路部品
【課題】 回路の対称性が良く、広帯域な複合スイッチ回路及び／又はその複合スイッチ回路を積層構造により、小型化した複合スイッチ回路部品を提供する。
【解決手段】 第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続し、第１の回路と第３の回路との接続、および第２の回路と第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路とローパスフィルタ回路を備えた複合スイッチ回路であって、第１の回路と第３の回路の間に接続した第１のダイオードと、第２の回路とアースとの間に接続した第２のダイオードを備え、第１のダイオードのカソードを第１の回路側に、アノードを第３の回路側に接続し、前記第２のダイオードのカソードを第２の回路側に、アノードをアース側に接続し、第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードとを伝送線路により接続し、第２のダイオードのアノード側にはコントロール回路を接続した。
【解決手段】 第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続し、第１の回路と第３の回路との接続、および第２の回路と第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路とローパスフィルタ回路を備えた複合スイッチ回路であって、第１の回路と第３の回路の間に接続した第１のダイオードと、第２の回路とアースとの間に接続した第２のダイオードを備え、第１のダイオードのカソードを第１の回路側に、アノードを第３の回路側に接続し、前記第２のダイオードのカソードを第２の回路側に、アノードをアース側に接続し、第１のダイオードのアノードと第２のダイオードのカソードとを伝送線路により接続し、第２のダイオードのアノード側にはコントロール回路を接続した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ回路に関わり、ディジタル携帯電話などの高周波回路において、信号の伝送経路を切り換えるための高周波スイッチ回路に適用されるダイオードスイッチとローパスフィルタ回路の複合回路及び複合回路部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディジタル携帯電話などのスイッチ回路は、アンテナと受信回路との伝送経路および送信回路とアンテナとの伝送経路を切り換えるのに使用される。
【０００３】
また、このスイッチ回路としては、受信ダイバーシチ方式を採用している電話などにおいて、受信回路と第１のアンテナとの伝送経路および受信回路と第２のアンテナとの伝送経路を切り換えるのにも使用される。また同様に、送信ダイバーシチ方式を採用している携帯電話用の基地局などの場合、送信回路と第１のアンテナとの伝送経路および送信回路と第２のアンテナとの伝送経路を切り換えるのに使用される。
【０００４】
また、このスイッチ回路は、車載用ブースターなどとの外部接続用端子を持つ携帯電話などの内部回路と上記端子への経路との切換や、携帯電話用の基地局などの複数チャネルの切換用としても用いられる。
【０００５】
従来のスイッチ回路としては、特開平６−１９７０４０号に開示されているものがある。この従来例の回路図を図１１に示す。このスイッチ回路は、アンテナＡＮＴ、送信回路Ｔｘ、受信回路Ｒｘに接続される。送信回路Ｔｘには、第１のコンデンサＣ１０１を介して第１のダイオードＤ１０１のアノードが接続され、第１のダイオードＤ１０１のカソードには、第３のコンデンサＣ１０３を介してアンテナＡＮＴに接続される。
【０００６】
アンテナＡＮＴには、第３のコンデンサＣ１０３、第２の伝送線路ＳＬ２、第４のコンデンサＣ１０４の直列回路を介して受信回路Ｒｘに接続される。また第１のダイオードＤ１０１のアノードは、第１の伝送線路ＳＬ１と第２のコンデンサＣ１０２の直列回路を介して接地される。さらに、第１の伝送線路ＳＬ１と第２のコンデンサＣ１０２の中間には、抵抗Ｒ１０１を介してコントロール回路Ｔ１が接続される。また第２の伝送線路ＳＬ２と第４のコンデンサＣ１０４の中間には、第２のダイオードＤ１０２のアノードが接続され、第２のダイオードＤ１０２のカソードは、接地されている。
【０００７】
そして、上記伝送線路、コンデンサが積層体内に形成され、積層体上にダイオード、コンデンサ、抵抗を搭載する構造となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このスイッチ回路に、フィルタ部品を接続して使用する場合、そのスイッチ回路とフィルタ回路とを別々の部品とし、組み合わせていた。このため、実装面積が大きく、更にはインピーダンスマッチング用回路を付加しなければならないという問題点があった。
【０００９】
これに対し、特開平８−９７７４３号には、スイッチ回路とフィルタ回路を複合した部品が提案されている。この従来例の等価回路図を図１２に示す。この図１２において、破線で囲った部分がフィルタ回路部分である。この従来例では、スイッチ回路の送信回路Ｔｘ側にフィルタ回路を接続した構成となっている。この従来例の送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路を図１３に示す。この等価回路では、ダイオードはＯＮ状態となるため低抵抗となり無視している。この図１３に示すように、この従来例の場合、回路の対称性がなく、周波数特性が狭帯域な特性となってしまう。
【００１０】
このスイッチ回路の特性が狭帯域となると、システム周波数帯域内を考えた場合、特性劣化の原因となり、また製造バラツキを考慮すると、製品の歩留低下を招くといった問題点がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を鑑み、電気的特性に優れ、広帯域な複合スイッチ回路及び／又はその複合スイッチ回路を積層構造により、小型化した複合スイッチ回路部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路とローパスフィルタ回路を備えた複合スイッチ回路であって、前記第１の回路と前記第３の回路の間に接続される第１のダイオードと、第２の回路とアースとの間に接続される第２のダイオードを備え、前記第１のダイオードのカソードが第１の回路側に、アノードが第３の回路側に接続され、前記第２のダイオードのカソードが第２の回路側に、アノードがアース側に接続され、前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードとが伝送線路により接続され、前記第２のダイオードのアノード側にはコントロール回路が接続されることを特徴とする複合スイッチ回路である。
【００１３】
本発明においては、前記第１の回路とアースとの間に接続される伝送線路を備え、前記伝送線路を直接アース接続したり、コンデンサを介してアースに接続するのが好ましい。コンデンサを介してアースに接続する場合には、前記伝送線路には抵抗を介してダイオードのコントロール回路が接続される。第２のダイオードの他端も、コンデンサを介してアースに接続され、その間で抵抗を介してダイオードのコントロール回路が接続される。
【００１４】
本発明では、第１の回路を送信回路とし、第２の回路を受信回路とし、第３の回路をアンテナとして、アンテナと送信回路、アンテナと受信回路とを切り換えるスイッチ回路を構成することができる。しかも、このスイッチ回路にローパスフィルタ回路を内蔵するものである。前記第１の回路と前記第１のダイオードとの間にローパスフィルタ回路を配置するのが好ましい。
【００１５】
前記ローパスフィルタ回路は、接地コンデンサと、インダクタと、前記インダクタと並列共振回路を構成するコンデンサを備えるものであるのが好ましい。
【００１６】
本発明の複合スイッチ回路は、少なくとも前記第１の伝送線路、第２の伝送線路及びローパスフィルタ回路の一部を、誘電体層の積層体内に内蔵して構成した複合スイッチ回路部品とすることが出来る。
【００１７】
この場合、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードを、前記積層体上に配置するのが好ましい。
【００１８】
少なくとも前記第１の伝送線路、第２の伝送線路及びローパスフィルタ回路の一部を誘電体層の積層体内に内蔵すること、及び／又は、ダイオードを積層体上に配置することにより、複合スイッチ回路部品を一素子に構成することができる。
【００１９】
また、積層体上には、コンデンサ、抵抗、インダクタ等の素子を配置して、本発明の複合スイッチ回路部品を構成しても良い。この積層体上に配置する素子は、積層体内に形成する回路素子との関係で適宜設定することができる。
【００２０】
また、前記積層体内に形成された伝送線路は、上下に配置されたアース電極層に挟まれ、前記ローパスフィルタ回路用のコンデンサは、前記伝送線路を挟む上側のアース電極層とそれに対向する電極とにより形成しても良い。
このように、アンテナスイッチ回路の伝送線路と、ローパスフィルタ回路との間にアース電極を介在させることにより、不要な干渉を防止することができる。
【００２１】
また、前記ローパスフィルタ回路用のコンデンサを構成する電極を、前記積層体内の前記伝送線路よりも実装面に対して上側に配置しても良い。
【００２２】
また、前記伝送線路をスパイラル構造の電極パターンにより構成しても良いく、スパイラル構造の電極パターンで伝送線路を構成することにより、伝送線路の線路長を短くすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ローパスフィルタ回路を内蔵したスイッチ回路であって、小型で、特性の優れた複合スイッチ回路を構成することができる。また、伝送線路およびローパスフィルタ回路を誘電体層の積層体内に形成し、小型の複合スイッチ回路部品を構成出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路であり、その第１の回路、第２の回路および第３の回路の特に好ましい例として、前記第１の回路を送信回路、前記第２の回路を受信回路、前記第３の回路をアンテナとして、アンテナスイッチ回路として用いることができる。このアンテナスイッチ回路に関して、以下説明するが、本発明は、このアンテナスイッチ回路に限定されるものではない。
【００２５】
本発明では、スイッチ回路とローパスフィルタ回路とを一つの部品とし、しかも積層構造で構成することにより、小型の複合スイッチ回路部品を構成している。
【００２６】
本発明に係る一実施例の等価回路図を図３に示す。この等価回路図は、第１の回路が送信回路Ｔｘ、第２の回路が受信回路Ｒｘ、第３の回路がアンテナＡＮＴであり、スイッチ回路の主構成は、送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとの間に接続されるダイオードＤ１と、第１のダイオードＤ１の送信回路Ｔｘ側に接続され、他端がアース側に接続される第１の伝送線路Ｌ１と、受信回路ＲｘとアンテナＡＮＴとの間に接続される第２の伝送線路Ｌ２と、第２の伝送線路Ｌ２の受信回路Ｒｘ側に接続され、他端がアース側に接続される第２のダイオードＤ２とである。
【００２７】
そして、ローパスフィルタ回路は、Ｌ３とＣ２とＣ３とＣ４とから構成され、アンテナスイッチ回路の第１のダイオードＤ１と第１の伝送線路Ｌ１との間に、ローパスフィルタ回路が挿入されている。
【００２８】
また、図３の等価回路図では、第１のダイオードＤ１側と第２のダイオードＤ２側に、ともにコントロール回路が抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して接続されている。そのコントロール回路は、受信回路Ｒｘ側のみでも良い。このコントロール回路が接続される第１の伝送線路Ｌ１はコンデンサＣ１４を介してアースに接続されている。コントロール回路を接続しない場合は直接アース接続しても良い。また、コントロール回路が接続される第２のダイオードＤ２もコンデンサＣ１を介して、アース接続されている。そして、送信回路Ｔｘ、受信回路Ｒｘ、アンテナＡＮＴのそれぞれの入出力端には、ＤＣカットコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３が接続されている。
【００２９】
この本発明では、ローパスフィルタ回路を単にスイッチ回路に追加したのではなく、スイッチ回路内の第１のダイオードと第１の伝送線路との間にローパスフィルタ回路を挿入したものである。この実施例の等価回路において、送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路を図４に示す。この等価回路では、ダイオードＤ１、Ｄ２はＯＮ状態となるため低抵抗となり無視でき、記載していない。
【００３０】
この図４に示すように、本発明によれば、等価回路の対称性が良い。つまり、ローパスフィルタ回路（Ｌ３、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を中心とし、その送信回路Ｔｘ側、及びＡＮＴ側に、コンデンサＣ１４、Ｃ１（Ｃ１２）を介してアースに接続される伝送線路Ｌ１、Ｌ２が接続され、コンデンサＣ１１、Ｃ１３が直列に接続されている。このため、低損失で従来より広帯域な特性を得ることができる。
【００３１】
本発明に係る別の実施例の等価回路図を図５に示す。この等価回路図は、図３に示した等価回路図とほぼ同様な構成となっている。異なる点は、第１のダイードＤ１と、第２のダイオードＤ２との接続方向が逆となっているところである。この等価回路によっても、複合スイッチ回路部品を得ることができる。この図５の等価回路において、送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路は図４と同様である。従って、この実施例によっても、等価回路の対称性が良く、低損失で従来より広帯域な特性を得ることができる。
【００３２】
また、図３と図５の等価回路においては、図３に示す等価回路の方が、挿入損失、アイソレーション特性が良好であった。
【００３３】
また、本発明では、スイッチ回路用の伝送線路をアース電極で上下から挟み、その上側のアース電極の更に上部に、ローパスフィルタ回路用コンデンサの導電パターンを形成している。この構造により、小型で特性の良い複合スイッチ回路部品を得ることができる。
【００３４】
以下、実施例に従い本発明を詳細に説明する。本発明に係る一実施例の斜視図を図１に示す。またこの実施例の積層分解斜視図を図２に、等価回路図を図３に示す。尚、図面において、便宜上電極部分に斜線を引いている。この実施例は、誘電体層の積層体２と、２つのダイオードが内蔵された半導体素子１とから構成されている。尚、等価回路図において、外側の破線内がこの実施例部分であり、その破線の外側のコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、抵抗Ｒ１、Ｒ２は外付部品として、回路基板上などで接続される。また、この外付部品は、積層体内に、又は積層体上に構成することも可能である。
【００３５】
この積層体２の内部構造は図２に示すとおりである。下層の誘電体層２１には、第１のアース電極３１が形成され、所定の引き出し電極が形成されている。そして、外部電極Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８に接続される。
【００３６】
誘電体層２１の上には、第１のアース電極３１と対向してコンデンサＣ１を形成するコンデンサ電極４１が形成された誘電体層２２が積層される。このコンデンサ電極４１は、引き出し電極が形成されている。そして、外部電極Ｔ４に接続される。
【００３７】
この上には、伝送線路を構成する２つの誘電体層２３、２４が積層される。等価回路図における伝送線路Ｌ１は、誘電体層２３のライン電極１１と誘電体層２４のライン電極１２とを接続して構成される。この２つのライン電極の接続は、スルーホール電極５１を介して行われている。そして、各誘電体層の側面に臨む引き出し電極がそれぞれ形成されて、外部電極Ｔ３、Ｔ６に接続される。
【００３８】
また等価回路図における伝送線路Ｌ２は、誘電体層２３のライン電極１３と誘電体層２４のライン電極１４とを接続して構成される。この２つのライン電極の接続は、スルーホール電極５２を介して行われている。そして、各誘電体層の側面に臨む引き出し電極がそれぞれ形成され、外部電極Ｔ１、Ｔ５に接続されている。
【００３９】
その上の誘電体層２５には、第２のアース電極３２が形成され、所定の引き出し電極が形成されている。そして、外部電極Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８に接続される。
【００４０】
その上の誘電体層２６の上には、第２のアース電極３２と対向してコンデンサＣ２、Ｃ３を形成するコンデンサ電極４２、４３が形成されている。そのコンデンサ電極４２は、引き出し電極が形成され、外部電極Ｔ３に接続されている。
【００４１】
その上の誘電体層２７の上には、コンデンサ電極４２と対向してコンデンサＣ４を形成するコンデンサ電極４４が形成されている。このコンデンサ電極４４は、スルーホール電極５３が形成され、下層のコンデンサ電極４３に接続されている。
【００４２】
その上の誘電体層２８の上には、Ｌ３を構成するコイル電極１５が形成されている。このコイル電極１５の一端は、外部電極Ｔ３と接続され、他方は、スルーホール電極５４で、下層のスルーホール電極５３と接続されている。
【００４３】
そして、最上層の誘電体層２９の上面には、パターン電極が形成されている。一つのパターン電極１６は、スルーホール電極５５で下層のスルーホール電極５４と接続されている。また、パターン電極１７は、マークである。他に、外部電極Ｔ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６と接続されたパターン電極が形成されている。
【００４４】
この積層体は、誘電率が約８の誘電体材料を用い、ドクターブレードでシート成形し、このシート上にＡｇ電極をスクリーン印刷してパターン電極を形成し、これを積層して、圧着し、一体で焼成されたものである。そして、焼成後側面の端子電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８及び上面のパターン電極を形成した。そして、２つのダイオードが内蔵された半導体素子１の端子がそれぞれパターン電極１６とＴ５、Ｔ１とＴ４に接続される。
【００４５】
この実施例によれば、コンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ４、インダクタＬ３とからなるローパスフィルタ回路（ＬＰＦ）が、スイッチ回路の第１のダイオードＤ１のアノードと第１の伝送線路Ｌ１との間に構成されている。
【００４６】
この実施例の挿入損失特性を図６に示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）の通過帯域部分の拡大図である。本発明の実施例によれば、９００±２５０ＭＨｚで挿入損失１ｄＢ以下の特性が得られており、優れた特性であることがわかる。また、本実施例は、４．５ｍｍ×３．２ｍｍという非常に小型化でき、省スペースに配置出来る。また、高さは２ｍｍ程度である。また本発明は、約８００ＭＨｚから数ＧＨｚの周波数帯に好適である。
【００４７】
この実施例では、第１のアース電極３１と第２のアース電極３２の間に、第１の伝送線路と第２の伝送線路を配置している。このスイッチ回路は、この複合スイッチ回路部品の実装面側に配置されている。そして、そのスイッチ回路の上側に、ローパスフィルタ回路が構成されている。
【００４８】
このローパスフィルタ回路部分が、スイッチ回路部分の上側に配置されていることにより、そのローパスフィルタ回路のアース間に挿入されているコンデンサＣ２、Ｃ３部分において、その容量を構成する導電パターン４２、４３と対向する第２のアース電極３２は、実際の基板上のアースに接続する引き出し部を有する。この実施例の場合、外部電極Ｔ２がそれにあたる。この外部電極Ｔ２はライン電極として機能し、前記のコンデンサＣ２、Ｃ３にインダクタＬが直列に接続された回路と見なされる。この等価回路図は、図７に示すようになり、コンデンサＣ２とインダクタＬ４との直列共振、及びコンデンサＣ３とインダクタＬ５との直列共振により、高調波の低減に効果を発揮している。
【００４９】
またこの伝送線路Ｌ１、Ｌ２は、いずれもスパイラル形状に形成され、２層に分かれて形成されている。このスパイラル形状とし、更に重複部分を設けることにより、ライン長を短くできた。
【００５０】
本発明に係る別の実施例の積層体の分解斜視図を図８に、その等価回路図を図９に示す。この図８は、図２と同様の部分には、同一の符号を付けた。この実施例は、上記実施例とほぼ同様の構造であり、第１の伝送線路Ｌ１の一端とアースとの間に接続されるコンデンサＣ５が接続されている。これは、下から第２層目の誘電体層２２に、下層の誘電体層２１に形成された第１のアース電極３１と対向するように形成されたコンデンサ形成用電極パターン４５で構成されている。その他の構造は、同一である。
【００５１】
この実施例によっても上記実施例と同様の特性を得ることができた。また、コンデンサＣ５部分は、図１０に示す接続としても良い。この図９のコンデンサＣ５及び図１０のコンデンサＣ６は、いずれも第１の伝送線路Ｌ１の線路長を短くする効果を有する。
【００５２】
本発明によれば、ローパスフィルタ回路を内蔵したスイッチ回路を一体に、しかも小型に構成することができる。しかも、広帯域な特性を有し、しかも低損失であり、かつ高調波抑制効果も高いという優れた特性を有している。また本発明では、送信回路、アンテナ、受信回路のスイッチ回路として説明したが、３つの回路のスイッチ回路として用いることができることは言うまでもなく、その他の回路のスイッチとして利用することも本発明の範囲である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、ローパスフィルタ回路を内蔵したスイッチ回路であって、小型で、特性の優れた複合スイッチ回路を構成することができる。また、伝送線路およびローパスフィルタ回路を誘電体層の積層体内に形成し、小型の複合スイッチ回路部品を構成出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示す実施例の積層体の分解斜視図である。
【図３】図１に示す本発明に係る実施例の等価回路図である。
【図４】本発明に係る実施例の送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路図である。
【図５】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図６】本発明に係る一実施例の挿入損失特性を示すグラフである。
【図７】本発明に係る実施例の等価回路の一部である。
【図８】本発明に係る別の実施例の積層体の分解斜視図である。
【図９】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図１０】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図１１】従来のスイッチ回路の等価回路図である。
【図１２】別の従来例のスイッチ回路の等価回路図である。
【図１３】別の従来例の送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 半導体素子
２ 積層体
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 誘電体層
３１ 第１のアース電極
１１、１２、１３、１４、１５ ライン電極
５１、５２、５３、５４、５５ スルーホール電極
３２ 第２のアース電極
４１、４２、４３、４４、４５ コンデンサ用電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ回路に関わり、ディジタル携帯電話などの高周波回路において、信号の伝送経路を切り換えるための高周波スイッチ回路に適用されるダイオードスイッチとローパスフィルタ回路の複合回路及び複合回路部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ディジタル携帯電話などのスイッチ回路は、アンテナと受信回路との伝送経路および送信回路とアンテナとの伝送経路を切り換えるのに使用される。
【０００３】
また、このスイッチ回路としては、受信ダイバーシチ方式を採用している電話などにおいて、受信回路と第１のアンテナとの伝送経路および受信回路と第２のアンテナとの伝送経路を切り換えるのにも使用される。また同様に、送信ダイバーシチ方式を採用している携帯電話用の基地局などの場合、送信回路と第１のアンテナとの伝送経路および送信回路と第２のアンテナとの伝送経路を切り換えるのに使用される。
【０００４】
また、このスイッチ回路は、車載用ブースターなどとの外部接続用端子を持つ携帯電話などの内部回路と上記端子への経路との切換や、携帯電話用の基地局などの複数チャネルの切換用としても用いられる。
【０００５】
従来のスイッチ回路としては、特開平６−１９７０４０号に開示されているものがある。この従来例の回路図を図１１に示す。このスイッチ回路は、アンテナＡＮＴ、送信回路Ｔｘ、受信回路Ｒｘに接続される。送信回路Ｔｘには、第１のコンデンサＣ１０１を介して第１のダイオードＤ１０１のアノードが接続され、第１のダイオードＤ１０１のカソードには、第３のコンデンサＣ１０３を介してアンテナＡＮＴに接続される。
【０００６】
アンテナＡＮＴには、第３のコンデンサＣ１０３、第２の伝送線路ＳＬ２、第４のコンデンサＣ１０４の直列回路を介して受信回路Ｒｘに接続される。また第１のダイオードＤ１０１のアノードは、第１の伝送線路ＳＬ１と第２のコンデンサＣ１０２の直列回路を介して接地される。さらに、第１の伝送線路ＳＬ１と第２のコンデンサＣ１０２の中間には、抵抗Ｒ１０１を介してコントロール回路Ｔ１が接続される。また第２の伝送線路ＳＬ２と第４のコンデンサＣ１０４の中間には、第２のダイオードＤ１０２のアノードが接続され、第２のダイオードＤ１０２のカソードは、接地されている。
【０００７】
そして、上記伝送線路、コンデンサが積層体内に形成され、積層体上にダイオード、コンデンサ、抵抗を搭載する構造となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このスイッチ回路に、フィルタ部品を接続して使用する場合、そのスイッチ回路とフィルタ回路とを別々の部品とし、組み合わせていた。このため、実装面積が大きく、更にはインピーダンスマッチング用回路を付加しなければならないという問題点があった。
【０００９】
これに対し、特開平８−９７７４３号には、スイッチ回路とフィルタ回路を複合した部品が提案されている。この従来例の等価回路図を図１２に示す。この図１２において、破線で囲った部分がフィルタ回路部分である。この従来例では、スイッチ回路の送信回路Ｔｘ側にフィルタ回路を接続した構成となっている。この従来例の送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路を図１３に示す。この等価回路では、ダイオードはＯＮ状態となるため低抵抗となり無視している。この図１３に示すように、この従来例の場合、回路の対称性がなく、周波数特性が狭帯域な特性となってしまう。
【００１０】
このスイッチ回路の特性が狭帯域となると、システム周波数帯域内を考えた場合、特性劣化の原因となり、また製造バラツキを考慮すると、製品の歩留低下を招くといった問題点がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を鑑み、電気的特性に優れ、広帯域な複合スイッチ回路及び／又はその複合スイッチ回路を積層構造により、小型化した複合スイッチ回路部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路とローパスフィルタ回路を備えた複合スイッチ回路であって、前記第１の回路と前記第３の回路の間に接続される第１のダイオードと、第２の回路とアースとの間に接続される第２のダイオードを備え、前記第１のダイオードのカソードが第１の回路側に、アノードが第３の回路側に接続され、前記第２のダイオードのカソードが第２の回路側に、アノードがアース側に接続され、前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードとが伝送線路により接続され、前記第２のダイオードのアノード側にはコントロール回路が接続されることを特徴とする複合スイッチ回路である。
【００１３】
本発明においては、前記第１の回路とアースとの間に接続される伝送線路を備え、前記伝送線路を直接アース接続したり、コンデンサを介してアースに接続するのが好ましい。コンデンサを介してアースに接続する場合には、前記伝送線路には抵抗を介してダイオードのコントロール回路が接続される。第２のダイオードの他端も、コンデンサを介してアースに接続され、その間で抵抗を介してダイオードのコントロール回路が接続される。
【００１４】
本発明では、第１の回路を送信回路とし、第２の回路を受信回路とし、第３の回路をアンテナとして、アンテナと送信回路、アンテナと受信回路とを切り換えるスイッチ回路を構成することができる。しかも、このスイッチ回路にローパスフィルタ回路を内蔵するものである。前記第１の回路と前記第１のダイオードとの間にローパスフィルタ回路を配置するのが好ましい。
【００１５】
前記ローパスフィルタ回路は、接地コンデンサと、インダクタと、前記インダクタと並列共振回路を構成するコンデンサを備えるものであるのが好ましい。
【００１６】
本発明の複合スイッチ回路は、少なくとも前記第１の伝送線路、第２の伝送線路及びローパスフィルタ回路の一部を、誘電体層の積層体内に内蔵して構成した複合スイッチ回路部品とすることが出来る。
【００１７】
この場合、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードを、前記積層体上に配置するのが好ましい。
【００１８】
少なくとも前記第１の伝送線路、第２の伝送線路及びローパスフィルタ回路の一部を誘電体層の積層体内に内蔵すること、及び／又は、ダイオードを積層体上に配置することにより、複合スイッチ回路部品を一素子に構成することができる。
【００１９】
また、積層体上には、コンデンサ、抵抗、インダクタ等の素子を配置して、本発明の複合スイッチ回路部品を構成しても良い。この積層体上に配置する素子は、積層体内に形成する回路素子との関係で適宜設定することができる。
【００２０】
また、前記積層体内に形成された伝送線路は、上下に配置されたアース電極層に挟まれ、前記ローパスフィルタ回路用のコンデンサは、前記伝送線路を挟む上側のアース電極層とそれに対向する電極とにより形成しても良い。
このように、アンテナスイッチ回路の伝送線路と、ローパスフィルタ回路との間にアース電極を介在させることにより、不要な干渉を防止することができる。
【００２１】
また、前記ローパスフィルタ回路用のコンデンサを構成する電極を、前記積層体内の前記伝送線路よりも実装面に対して上側に配置しても良い。
【００２２】
また、前記伝送線路をスパイラル構造の電極パターンにより構成しても良いく、スパイラル構造の電極パターンで伝送線路を構成することにより、伝送線路の線路長を短くすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ローパスフィルタ回路を内蔵したスイッチ回路であって、小型で、特性の優れた複合スイッチ回路を構成することができる。また、伝送線路およびローパスフィルタ回路を誘電体層の積層体内に形成し、小型の複合スイッチ回路部品を構成出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路であり、その第１の回路、第２の回路および第３の回路の特に好ましい例として、前記第１の回路を送信回路、前記第２の回路を受信回路、前記第３の回路をアンテナとして、アンテナスイッチ回路として用いることができる。このアンテナスイッチ回路に関して、以下説明するが、本発明は、このアンテナスイッチ回路に限定されるものではない。
【００２５】
本発明では、スイッチ回路とローパスフィルタ回路とを一つの部品とし、しかも積層構造で構成することにより、小型の複合スイッチ回路部品を構成している。
【００２６】
本発明に係る一実施例の等価回路図を図３に示す。この等価回路図は、第１の回路が送信回路Ｔｘ、第２の回路が受信回路Ｒｘ、第３の回路がアンテナＡＮＴであり、スイッチ回路の主構成は、送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとの間に接続されるダイオードＤ１と、第１のダイオードＤ１の送信回路Ｔｘ側に接続され、他端がアース側に接続される第１の伝送線路Ｌ１と、受信回路ＲｘとアンテナＡＮＴとの間に接続される第２の伝送線路Ｌ２と、第２の伝送線路Ｌ２の受信回路Ｒｘ側に接続され、他端がアース側に接続される第２のダイオードＤ２とである。
【００２７】
そして、ローパスフィルタ回路は、Ｌ３とＣ２とＣ３とＣ４とから構成され、アンテナスイッチ回路の第１のダイオードＤ１と第１の伝送線路Ｌ１との間に、ローパスフィルタ回路が挿入されている。
【００２８】
また、図３の等価回路図では、第１のダイオードＤ１側と第２のダイオードＤ２側に、ともにコントロール回路が抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して接続されている。そのコントロール回路は、受信回路Ｒｘ側のみでも良い。このコントロール回路が接続される第１の伝送線路Ｌ１はコンデンサＣ１４を介してアースに接続されている。コントロール回路を接続しない場合は直接アース接続しても良い。また、コントロール回路が接続される第２のダイオードＤ２もコンデンサＣ１を介して、アース接続されている。そして、送信回路Ｔｘ、受信回路Ｒｘ、アンテナＡＮＴのそれぞれの入出力端には、ＤＣカットコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３が接続されている。
【００２９】
この本発明では、ローパスフィルタ回路を単にスイッチ回路に追加したのではなく、スイッチ回路内の第１のダイオードと第１の伝送線路との間にローパスフィルタ回路を挿入したものである。この実施例の等価回路において、送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路を図４に示す。この等価回路では、ダイオードＤ１、Ｄ２はＯＮ状態となるため低抵抗となり無視でき、記載していない。
【００３０】
この図４に示すように、本発明によれば、等価回路の対称性が良い。つまり、ローパスフィルタ回路（Ｌ３、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を中心とし、その送信回路Ｔｘ側、及びＡＮＴ側に、コンデンサＣ１４、Ｃ１（Ｃ１２）を介してアースに接続される伝送線路Ｌ１、Ｌ２が接続され、コンデンサＣ１１、Ｃ１３が直列に接続されている。このため、低損失で従来より広帯域な特性を得ることができる。
【００３１】
本発明に係る別の実施例の等価回路図を図５に示す。この等価回路図は、図３に示した等価回路図とほぼ同様な構成となっている。異なる点は、第１のダイードＤ１と、第２のダイオードＤ２との接続方向が逆となっているところである。この等価回路によっても、複合スイッチ回路部品を得ることができる。この図５の等価回路において、送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路は図４と同様である。従って、この実施例によっても、等価回路の対称性が良く、低損失で従来より広帯域な特性を得ることができる。
【００３２】
また、図３と図５の等価回路においては、図３に示す等価回路の方が、挿入損失、アイソレーション特性が良好であった。
【００３３】
また、本発明では、スイッチ回路用の伝送線路をアース電極で上下から挟み、その上側のアース電極の更に上部に、ローパスフィルタ回路用コンデンサの導電パターンを形成している。この構造により、小型で特性の良い複合スイッチ回路部品を得ることができる。
【００３４】
以下、実施例に従い本発明を詳細に説明する。本発明に係る一実施例の斜視図を図１に示す。またこの実施例の積層分解斜視図を図２に、等価回路図を図３に示す。尚、図面において、便宜上電極部分に斜線を引いている。この実施例は、誘電体層の積層体２と、２つのダイオードが内蔵された半導体素子１とから構成されている。尚、等価回路図において、外側の破線内がこの実施例部分であり、その破線の外側のコンデンサＣ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、抵抗Ｒ１、Ｒ２は外付部品として、回路基板上などで接続される。また、この外付部品は、積層体内に、又は積層体上に構成することも可能である。
【００３５】
この積層体２の内部構造は図２に示すとおりである。下層の誘電体層２１には、第１のアース電極３１が形成され、所定の引き出し電極が形成されている。そして、外部電極Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８に接続される。
【００３６】
誘電体層２１の上には、第１のアース電極３１と対向してコンデンサＣ１を形成するコンデンサ電極４１が形成された誘電体層２２が積層される。このコンデンサ電極４１は、引き出し電極が形成されている。そして、外部電極Ｔ４に接続される。
【００３７】
この上には、伝送線路を構成する２つの誘電体層２３、２４が積層される。等価回路図における伝送線路Ｌ１は、誘電体層２３のライン電極１１と誘電体層２４のライン電極１２とを接続して構成される。この２つのライン電極の接続は、スルーホール電極５１を介して行われている。そして、各誘電体層の側面に臨む引き出し電極がそれぞれ形成されて、外部電極Ｔ３、Ｔ６に接続される。
【００３８】
また等価回路図における伝送線路Ｌ２は、誘電体層２３のライン電極１３と誘電体層２４のライン電極１４とを接続して構成される。この２つのライン電極の接続は、スルーホール電極５２を介して行われている。そして、各誘電体層の側面に臨む引き出し電極がそれぞれ形成され、外部電極Ｔ１、Ｔ５に接続されている。
【００３９】
その上の誘電体層２５には、第２のアース電極３２が形成され、所定の引き出し電極が形成されている。そして、外部電極Ｔ２、Ｔ７、Ｔ８に接続される。
【００４０】
その上の誘電体層２６の上には、第２のアース電極３２と対向してコンデンサＣ２、Ｃ３を形成するコンデンサ電極４２、４３が形成されている。そのコンデンサ電極４２は、引き出し電極が形成され、外部電極Ｔ３に接続されている。
【００４１】
その上の誘電体層２７の上には、コンデンサ電極４２と対向してコンデンサＣ４を形成するコンデンサ電極４４が形成されている。このコンデンサ電極４４は、スルーホール電極５３が形成され、下層のコンデンサ電極４３に接続されている。
【００４２】
その上の誘電体層２８の上には、Ｌ３を構成するコイル電極１５が形成されている。このコイル電極１５の一端は、外部電極Ｔ３と接続され、他方は、スルーホール電極５４で、下層のスルーホール電極５３と接続されている。
【００４３】
そして、最上層の誘電体層２９の上面には、パターン電極が形成されている。一つのパターン電極１６は、スルーホール電極５５で下層のスルーホール電極５４と接続されている。また、パターン電極１７は、マークである。他に、外部電極Ｔ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６と接続されたパターン電極が形成されている。
【００４４】
この積層体は、誘電率が約８の誘電体材料を用い、ドクターブレードでシート成形し、このシート上にＡｇ電極をスクリーン印刷してパターン電極を形成し、これを積層して、圧着し、一体で焼成されたものである。そして、焼成後側面の端子電極Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８及び上面のパターン電極を形成した。そして、２つのダイオードが内蔵された半導体素子１の端子がそれぞれパターン電極１６とＴ５、Ｔ１とＴ４に接続される。
【００４５】
この実施例によれば、コンデンサＣ２、Ｃ３、Ｃ４、インダクタＬ３とからなるローパスフィルタ回路（ＬＰＦ）が、スイッチ回路の第１のダイオードＤ１のアノードと第１の伝送線路Ｌ１との間に構成されている。
【００４６】
この実施例の挿入損失特性を図６に示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）の通過帯域部分の拡大図である。本発明の実施例によれば、９００±２５０ＭＨｚで挿入損失１ｄＢ以下の特性が得られており、優れた特性であることがわかる。また、本実施例は、４．５ｍｍ×３．２ｍｍという非常に小型化でき、省スペースに配置出来る。また、高さは２ｍｍ程度である。また本発明は、約８００ＭＨｚから数ＧＨｚの周波数帯に好適である。
【００４７】
この実施例では、第１のアース電極３１と第２のアース電極３２の間に、第１の伝送線路と第２の伝送線路を配置している。このスイッチ回路は、この複合スイッチ回路部品の実装面側に配置されている。そして、そのスイッチ回路の上側に、ローパスフィルタ回路が構成されている。
【００４８】
このローパスフィルタ回路部分が、スイッチ回路部分の上側に配置されていることにより、そのローパスフィルタ回路のアース間に挿入されているコンデンサＣ２、Ｃ３部分において、その容量を構成する導電パターン４２、４３と対向する第２のアース電極３２は、実際の基板上のアースに接続する引き出し部を有する。この実施例の場合、外部電極Ｔ２がそれにあたる。この外部電極Ｔ２はライン電極として機能し、前記のコンデンサＣ２、Ｃ３にインダクタＬが直列に接続された回路と見なされる。この等価回路図は、図７に示すようになり、コンデンサＣ２とインダクタＬ４との直列共振、及びコンデンサＣ３とインダクタＬ５との直列共振により、高調波の低減に効果を発揮している。
【００４９】
またこの伝送線路Ｌ１、Ｌ２は、いずれもスパイラル形状に形成され、２層に分かれて形成されている。このスパイラル形状とし、更に重複部分を設けることにより、ライン長を短くできた。
【００５０】
本発明に係る別の実施例の積層体の分解斜視図を図８に、その等価回路図を図９に示す。この図８は、図２と同様の部分には、同一の符号を付けた。この実施例は、上記実施例とほぼ同様の構造であり、第１の伝送線路Ｌ１の一端とアースとの間に接続されるコンデンサＣ５が接続されている。これは、下から第２層目の誘電体層２２に、下層の誘電体層２１に形成された第１のアース電極３１と対向するように形成されたコンデンサ形成用電極パターン４５で構成されている。その他の構造は、同一である。
【００５１】
この実施例によっても上記実施例と同様の特性を得ることができた。また、コンデンサＣ５部分は、図１０に示す接続としても良い。この図９のコンデンサＣ５及び図１０のコンデンサＣ６は、いずれも第１の伝送線路Ｌ１の線路長を短くする効果を有する。
【００５２】
本発明によれば、ローパスフィルタ回路を内蔵したスイッチ回路を一体に、しかも小型に構成することができる。しかも、広帯域な特性を有し、しかも低損失であり、かつ高調波抑制効果も高いという優れた特性を有している。また本発明では、送信回路、アンテナ、受信回路のスイッチ回路として説明したが、３つの回路のスイッチ回路として用いることができることは言うまでもなく、その他の回路のスイッチとして利用することも本発明の範囲である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、ローパスフィルタ回路を内蔵したスイッチ回路であって、小型で、特性の優れた複合スイッチ回路を構成することができる。また、伝送線路およびローパスフィルタ回路を誘電体層の積層体内に形成し、小型の複合スイッチ回路部品を構成出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示す実施例の積層体の分解斜視図である。
【図３】図１に示す本発明に係る実施例の等価回路図である。
【図４】本発明に係る実施例の送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路図である。
【図５】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図６】本発明に係る一実施例の挿入損失特性を示すグラフである。
【図７】本発明に係る実施例の等価回路の一部である。
【図８】本発明に係る別の実施例の積層体の分解斜視図である。
【図９】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図１０】本発明に係る別の実施例の等価回路図である。
【図１１】従来のスイッチ回路の等価回路図である。
【図１２】別の従来例のスイッチ回路の等価回路図である。
【図１３】別の従来例の送信回路ＴｘとアンテナＡＮＴとを接続した場合の等価回路図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 半導体素子
２ 積層体
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 誘電体層
３１ 第１のアース電極
１１、１２、１３、１４、１５ ライン電極
５１、５２、５３、５４、５５ スルーホール電極
３２ 第２のアース電極
４１、４２、４３、４４、４５ コンデンサ用電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路とローパスフィルタ回路を備えた複合スイッチ回路であって、
前記第１の回路と前記第３の回路の間に接続される第１のダイオードと、第２の回路とアースとの間に接続される第２のダイオードを備え、前記第１のダイオードのカソードが第１の回路側に、アノードが第３の回路側に接続され、前記第２のダイオードのカソードが第２の回路側に、アノードがアース側に接続され、前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードとが伝送線路により接続され、前記第２のダイオードのアノード側にはコントロール回路が接続されることを特徴とする複合スイッチ回路。
【請求項２】
前記第１の回路とアースとの間に接続される伝送線路を備え、前記伝送線路は直接アース接続されることを特徴とする請求項１に記載の複合スイッチ回路。
【請求項３】
前記第１の回路とアースとの間に接続される伝送線路を備え、前記伝送線路はコンデンサを介してアースに接続されるとともに、コントロール回路が接続されることを特徴とする請求項１に記載の複合スイッチ回路。
【請求項４】
前記第１の回路と前記第１のダイオードとの間にローパスフィルタ回路を配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の複合スイッチ回路。
【請求項５】
前記ローパスフィルタ回路は、接地コンデンサと、インダクタと、前記インダクタと並列共振回路を構成するコンデンサを備えることを特徴とする請求項１乃至４に記載の複合スイッチ回路。
【請求項１】
第１の回路、第２の回路および第３の回路に接続され、前記第１の回路と前記第３の回路との接続、および前記第２の回路と前記第３の回路との接続を切り換えるためのスイッチ回路とローパスフィルタ回路を備えた複合スイッチ回路であって、
前記第１の回路と前記第３の回路の間に接続される第１のダイオードと、第２の回路とアースとの間に接続される第２のダイオードを備え、前記第１のダイオードのカソードが第１の回路側に、アノードが第３の回路側に接続され、前記第２のダイオードのカソードが第２の回路側に、アノードがアース側に接続され、前記第１のダイオードのアノードと前記第２のダイオードのカソードとが伝送線路により接続され、前記第２のダイオードのアノード側にはコントロール回路が接続されることを特徴とする複合スイッチ回路。
【請求項２】
前記第１の回路とアースとの間に接続される伝送線路を備え、前記伝送線路は直接アース接続されることを特徴とする請求項１に記載の複合スイッチ回路。
【請求項３】
前記第１の回路とアースとの間に接続される伝送線路を備え、前記伝送線路はコンデンサを介してアースに接続されるとともに、コントロール回路が接続されることを特徴とする請求項１に記載の複合スイッチ回路。
【請求項４】
前記第１の回路と前記第１のダイオードとの間にローパスフィルタ回路を配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の複合スイッチ回路。
【請求項５】
前記ローパスフィルタ回路は、接地コンデンサと、インダクタと、前記インダクタと並列共振回路を構成するコンデンサを備えることを特徴とする請求項１乃至４に記載の複合スイッチ回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−３２５３０１（Ｐ２００７−３２５３０１Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９４９２０（Ｐ２００７−１９４９２０）
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【分割の表示】特願平１０−５６８９７の分割
【原出願日】平成１０年３月９日（１９９８．３．９）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【分割の表示】特願平１０−５６８９７の分割
【原出願日】平成１０年３月９日（１９９８．３．９）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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