特開 2015-149720 電界効果トランジスタスイッチ回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-149720(P2015-149720A)

(43)【公開日】2015年8月20日

(54)【発明の名称】電界効果トランジスタスイッチ回路

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/687 20060101AFI20150724BHJP

   H01L 21/8234 20060101ALI20150724BHJP

   H01L 27/06 20060101ALI20150724BHJP

   H01L 27/088 20060101ALI20150724BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20150724BHJP

   H01L 27/04 20060101ALI20150724BHJP

   H03K 17/04 20060101ALI20150724BHJP

【ＦＩ】

   H03K17/687 G

   H01L27/06 102A

   H01L27/08 102H

   H01L27/04 M

   H03K17/04 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-19167(P2015-19167)

(22)【出願日】2015年2月3日

(31)【優先権主張番号】14/172,727

(32)【優先日】2014年2月4日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】599034594

【氏名又は名称】トライクイント・セミコンダクター・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴｒｉＱｕｉｎｔ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】ノーラ、ジョージ

【テーマコード（参考）】

5F038

5F048

5J055

【Ｆターム（参考）】

5F038AR00

5F038BE07

5F038CD02

5F038DF11

5F038DF17

5F038EZ06

5F038EZ20

5F048AA01

5F048AB10

5F048AC01

5F048AC03

5F048AC10

5F048BA16

5F048BE09

5F048BF15

5F048BF16

5F048BF18

5J055AX04

5J055AX56

5J055BX17

5J055CX03

5J055DX12

5J055EY01

5J055EY03

5J055EY21

5J055FX12

5J055FX35

5J055GX01

5J055GX02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】超高速、かつ、超低損失で高い分離性のスイッチを提供する。
【解決手段】ｎチャネルトランジスタを含む第１スイッチと、第１スイッチに接続される第２スイッチとを備え、第２スイッチは、第１ソース、第１ドレイン、第１ゲート、第１ボディコンタクトを有するｐチャネルスイッチトランジスタと、第２ソース、第２ドレイン、第２ゲート、第２ボディコンタクトを有する放電用ｐチャネルトランジスタとを有する。第１ゲートと第２ドレインが接続され、第１ボディコンタクトが第２ソースに接続され、第１ドレインと第１ソース間に接続される第１抵抗、第２抵抗との接続点に第２ゲートを接続する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｎチャネルトランジスタを含む第１スイッチと、
前記第１スイッチに接続される第２スイッチと、を備え、
前記第２スイッチは、
第１ソースコンタクトと、第１ドレインコンタクトと、第１ゲートコンタクトと、第１ボディコンタクトとを含む第１ｐチャネルトランジスタと、
前記第１ｐチャネルトランジスタに接続され、第２ソースコンタクトと、第２ドレインコンタクトと、第２ゲートコンタクトと、第２ボディコンタクトとを含み、前記第１ゲートコンタクトが前記第２ドレインコンタクトに接続され、前記第１ボディコンタクトが前記第２ソースコンタクトに接続される第２ｐチャネルトランジスタと、
前記第２ゲートコンタクトに双方が接続される第１抵抗および第２抵抗と、
を含むことを特徴とするスイッチ回路。

【請求項2】

前記第１抵抗または前記第２抵抗は、高密度抵抗であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。

【請求項3】

前記第１ｐチャネルトランジスタは、１ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。

【請求項4】

前記第２ｐチャネルトランジスタは、３マイクロメートル（μｍ）の厚さを有する請求項１に記載のスイッチ回路。

【請求項5】

前記第１ソースコンタクトは、少なくとも第３ｐチャネルトランジスタおよび第４ｐチャネルトランジスタを含む第３スイッチに接続されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。

【請求項6】

前記第１ｐチャネルトランジスタまたは前記第２ｐチャネルトランジスタは、ｐチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）であることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。

【請求項7】

前記第１ゲートコンタクトは、直流電圧入力源に接続される請求項１に記載のスイッチ回路。

【請求項8】

前記第１スイッチは、前記第１ｐチャネルトランジスタが前記第１スイッチに直接接続され、かつ、前記第１ｐチャネルトランジスタが前記第１スイッチと当該スイッチ回路のグランドコンタクトの間となるように、前記第２スイッチに接続されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。

【請求項9】

第１ｐチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲートコンタクトを第２ｐチャネルＦＥＴのドレインコンタクトに接続するステップと、
前記第１ｐチャネルＦＥＴのボディコンタクトを前記第２ｐチャネルＦＥＴのソースコンタクトに接続するステップと、
前記第２ｐチャネルＦＥＴのゲートコンタクトを第１抵抗および第２抵抗に接続するステップと、
前記第１ｐチャネルＦＥＴが電気的にｎチャネルＦＥＴとグランドの間に位置するように、前記第１ｐチャネルＦＥＴのドレインコンタクトおよび前記第１抵抗を前記ｎチャネルＦＥＴに接続するステップと、を備えることを特徴とする方法。

【請求項10】

前記第１抵抗または前記第２抵抗は、高密度抵抗であることを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記第１ｐチャネルＦＥＴは、１ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記第２ｐチャネルＦＥＴは、３マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項13】

前記第１ｐチャネルＦＥＴ、前記第２ｐチャネルＦＥＴ、前記第１抵抗および前記第２抵抗は、第１スイッチであり、
前記第１ｐチャネルＦＥＴのソースコンタクトは、第３ｐチャネルＦＥＴを含む第２スイッチに接続されることを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記第１ｐチャネルＦＥＴまたは前記第２ｐチャネルＦＥＴは、ｐチャネル金属酸化物半導体ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）であることを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項15】

信号入力と、
電気的に前記信号入力と信号出力の間に位置し、ｎチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む第１スイッチと、
電気的に前記信号入力とグランドの間に位置し、電気的に前記第１スイッチと前記グランドの間に接続される第２スイッチと、を備え、
前記第２スイッチは、
第１ｐチャネルＦＥＴと、
前記第１ｐチャネルＦＥＴに接続されるとともに、前記第１ｐチャネルＦＥＴのゲートコンタクトに接続されるドレインコンタクトと、前記第１ｐチャネルＦＥＴのボディコンタクトに接続されるソースコンタクトとを含む第２ｐチャネルＦＥＴと、
前記第２ｐチャネルＦＥＴのゲートコンタクトに双方が接続される第１抵抗および第２抵抗と、
を含むことを特徴とするシステム。

【請求項16】

前記第１抵抗または前記第２抵抗は、高密度抵抗であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記第１ｐチャネルＦＥＴは、１ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記第２ｐチャネルＦＥＴは、３マイクロメートル（μｍ）の厚さを有することを特徴とする請求項１５に記載のシステム。

【請求項19】

第３ｐチャネルＦＥＴおよび第４ｐチャネルＦＥＴを含む第３スイッチをさらに備え、
前記第１ｐチャネルＦＥＴのソースコンタクトは、前記第３ｐチャネルＦＥＴのドレインコンタクトに接続されることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

前記第１ｐチャネルＦＥＴまたは前記第２ｐチャネルＦＥＴは、ｐチャネル金属酸化物半導体ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施の形態は、広く回路の分野に関し、特にスイッチ回路に関する。

【背景技術】

【0002】

電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、低電力の無線周波数（ＲＦ；radio frequency）スイッチデバイスとして用いられ、特に、価格、性能および電力消費量が重要な要素であるモバイル用途に用いられうる。しかしながら、より大きな信号を扱うときにＦＥＴは足かせとなりうる。特に、スイッチとして機能するＦＥＴにおける大信号動作は、ＦＥＴのボディの準中性領域に蓄積される電荷に影響されうる。電荷の蓄積は、ホットキャリアの蓄積、過剰なゲート誘導ドレインリーク（ＧＩＤＬ；gate-induced drain leakage）、負のトランスコンダクタンス、ゲート制御の喪失、ヒステリシスなどにつながりうる。これらの問題は、一般にフローティングボディ効果（ＦＢＥ；floating body effect）と称されうる。

【0003】

いくつかの用途の中で、ある用途では超高速、かつ、超低損失で高い分離性のスイッチが求められうる。いくつかの場合、低損失なスイッチは、要求される低損失および分離を実現し、また、大信号の要件を満たすために用いられうる負電圧発生器（ＮＶＧ；negative voltage generator）を必要としうる。しかしながら、ＮＶＧを用いると、より遅いスイッチにつながりうるとともに、回路面積の観点から大幅な付帯的コストにつながりうる。さらに、ＮＶＧを用いると、回路が能動的に信号を伝送していない状態である休止モードにおいて、漏れ電流が生じる結果となりうる。いくつかの場合、上述の問題に対処するために阻止コンデンサがスイッチに用いられるが、阻止コンデンサを用いると、回路面積の増大につながるとともに、回路性能の低下にもつながりうる。

【図面の簡単な説明】

【0004】

実施の形態は、例示を目的とし、添付の図面の記載に限定されないことを目的として例示される。添付の図面において同種の要素には同種の符号が付される。

【0005】

【図1】様々な実施の形態に係る電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチを示す図である。

【0006】

【図2】様々な実施の形態に係る複数のスイッチが組み込まれたスイッチ回路を示す図である。

【0007】

【図3】様々な実施の形態に係るスイッチ回路の製造プロセスの例を示す図である。

【0008】

【図4】様々な実施の形態に係る無線通信デバイスの例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

実施の形態は、スイッチ回路を含む。いくつかの実施の形態において、スイッチ回路は、ｎチャネルスイッチトランジスタを含む第１スイッチを信号経路上に含んでもよい。ｎチャネルスイッチトランジスタは、ｎチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってもよい。スイッチ回路は、第１スイッチへの分岐路上に第２スイッチをさらに含んでもよい。第２スイッチは、スイッチトランジスタと、スイッチトランジスタのボディに放電経路を与えるための放電トランジスタと、を含んでもよい。スイッチトランジスタおよび放電トランジスタは、ｐチャネルトランジスタであってもよく、より具体的には、ｐチャネルＦＥＴであってもよい。ｎチャネルトランジスタとｐチャネルトランジスタの双方は、スイッチに正の電圧を与えるように構成される電圧源に接続されてもよい。電圧源が正の電圧を与えるとき、ｎチャネルスイッチトランジスタを含むスイッチは、スイッチを通じて無線周波数（ＲＦ）信号が伝わることをスイッチが許容するようにしてオンとなってもよい。同時に、ｐチャネルトランジスタを含むスイッチは、正の電圧に起因してオフとなってもよい。その後、正の電圧が解除されるか、もしくは、負の電圧が印加されてもよく、また、ｎチャネルトランジスタを含むスイッチがオフになる一方で、ｐチャネルトランジスタを含むスイッチがオンになってもよい。他の実施の形態は、本明細書および請求項に記載されうる。

【0010】

例示される実施の形態に係る様々な態様は、当業者にとって一般的に採用される用語を用いて他の当業者に本発明の本質を伝えるために示される。しかしながら、以下に示されるいくつかの要素のみを用いて代替的な実施の形態を実施しうることは、当業者にとって明らかであろう。説明のために、特定の装置または構成は、例示される実施の形態の詳細な理解を与えるために示される。しかし、当業者にとって、代替的な実施の形態を具体的な細部を省いて実施しうることは明らかであろう。他の例では、例示される実施の形態を不明確としないために、周知な特徴は除外され、もしくは単純化される。

【0011】

さらに、様々な動作は、複数の個別の動作として本開示の理解を最も助ける形で順に示される。しかしながら、記載の順序は、これらの動作が必ずしも順序依存であることを示すものであるとして解釈されるべきはない。特に、これらの動作は、説明される順序で実行される必要はない。

【0012】

「一つの実施の形態において」の語は、繰り返し用いられる。この語は、ほとんどの場合において、同じ実施の形態を参照するものではないが、同じ実施の形態を参照するかもしれない。「備える」、「有する」および「含む」の語は、文脈において別に規定されない限り、同義語である。

【0013】

種々の実施の形態の結合に用いうる用語に対し、文脈上の明確性を与えるため、「Ａ／Ｂ」および「Ａおよび／またはＢ」の語は、（Ａ）、（Ｂ）または（ＡおよびＢ）を意味することとする。また、「Ａ、Ｂおよび／またはＣ」の語は、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）または（Ａ、ＢおよびＣ）を意味する。

【0014】

「〜と接続される」の語は、ここでは、派生的に用いられうる。「接続される」は、以下に示す一以上の意味で用いられうる。「接続される」は、二以上の要素が物理的または電気的に直接接触することを意味しうる。しかしながら、「接続される」は、二以上の要素が互いに間接的に接触しつつ互いに協働または相互作用することも意味し、また、一つ以上の他の要素が、上述の意味で互いに接続された要素間において結合または接続されることを意味しうる。

【0015】

図１は、様々な実施の形態に係るスイッチ１００を示す。スイッチ１００は、埋め込み酸化膜（ＢＯＸ；buried oxide）層とも称されうる絶縁層上に設けられるシリコン層を有するシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）デバイスであってもよい。いくつかの実施の形態において、絶縁層の下に追加のシリコン層が設けられてもよい。

【0016】

様々な実施の形態において、上部シリコン層は、約５０〜９０ｎｍの厚さであってもよくり、二酸化シリコンまたはサファイアでありうる絶縁層は、約１００〜２００ｎｍの厚さであってもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチ１００は、ドープチャネル下が部分的に可動電荷キャリアの枯渇されたシリコンとなる部分空乏型ＳＯＩ（ＰＤＳＯＩ、ＰＤ；partially-depleted）であってもよい。部分的に枯渇された領域は、準中性領域（quasi-neutral region）とも称されうる。

【0017】

スイッチ１００は、スイッチトランジスタ１０４を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチトランジスタ１０４は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチトランジスタ１０４は、上述の準中性領域において電荷を蓄積する特性を有してもよい。本明細書に記載される実施の形態は、この蓄積される電荷の放電を提供するとともに、フローティングボディ効果（ＦＢＥ）問題に対処するために考案された他の技術に関連して識別された上述の問題の少なくとも一部を軽減する。

【0018】

スイッチトランジスタ１０４は、ゲートコンタクト１０８と、ソースコンタクト１１２と、ドレインコンタクト１１６と、ボディコンタクト１２０とを含んでもよい。スイッチ１００は、互いに直列に接続されるとともに、さらに図示されるようにソースコンタクト１１２とドレインコンタクト１１６の間に接続される抵抗１２４及び１２８をさらに含んでもよい。抵抗１２４及び１２８は、いくつかの実施の形態において、同じ大きさであってもよい。いくつかの実施の形態において、抵抗１２４及び１２８は、高密度抵抗であってもよい。いくつかの実施の形態において、抵抗１２４及び１２８は、制御線１２９によって接続されてもよい。スイッチ１００は、ゲートコンタクト１０８に接続される抵抗１３０をさらに含んでもよい。

【0019】

スイッチ１００は、放電トランジスタ１３２をさらに含んでもよい。いくつかの実施の形態において、放電トランジスタ１３２は、ＦＥＴであってもよい。放電トランジスタ１３２は、スイッチトランジスタ１０４の準中性領域に蓄積される電荷を放電するための放電経路を生成するように機能してもよい。放電トランジスタ１３２は、ゲートコンタクト１３６と、ソースコンタクト１４０と、ドレインコンタクト１４４を含んでもよい。ゲートコンタクト１３６は、抵抗１２４及び１２８の間に位置するノード１４８に接続されてもよく、ソースコンタクト１４０は、ボディコンタクト１２０に接続されてもよく、ドレインコンタクト１４４は、ゲートコンタクト１０８に接続されてもよい。

【0020】

抵抗１２４及び１２８は、ノード１４８において、したがって、ゲートコンタクト１３６において、仮想グランド（例えば、固定された電位）を提供してもよい。ボディコンタクト１２０、ドレインコンタクト１１６およびソースコンタクト１１２をノード１４８の固定電位に結合するための放電トランジスタ１３２を用いることで、ゲートコンタクト１０８とボディコンタクト１２０の間の電位差の除去を促進させ、その結果、準中性領域からの電荷の放電を促進させてもよい。

【0021】

いくつかの実施の形態において、ドレインコンタクト１１６は、直接もしくは間接的に無線周波数（ＲＦ）信号入力端子１５２に接続されてもよい。スイッチ１００は、ＲＦ信号入力端子１５２を通じてＲＦ信号を受信してもよい。ソースコンタクト１１２は、直接もしくは間接的にＲＦ信号出力端子１５６に接続されてもよい。ＲＦ信号は、スイッチ１００によってＲＦ信号出力端子１５６から出力されてもよい。ゲートコンタクト１０８および／またはドレインコンタクト１４４は、直接もしくは間接的に電圧源１６０に接続されてもよい。電圧源１６０は、後述されるように、スイッチトランジスタ１０４および放電トランジスタ１３２をオンまたはオフにするための制御電圧を供給してもよい。

【0022】

実施の形態において、スイッチ１００は以下のように動作してもよい。なお、下記の記載では、スイッチトランジスタ１０４および放電トランジスタ１３２の双方がｎチャネルＦＥＴであると仮定している。しかしながら、後述されるように、いくつかの実施の形態において、スイッチトランジスタ１０４および放電トランジスタ１３２の双方がｐチャネルＦＥＴであってもよく、この場合には動作が逆となってもよい。

【0023】

最初に、スイッチ１００は、スイッチトランジスタ１０４をオンにすることによりオンにされ、例えばＲＦ信号入力端子１５２から受信する無線周波数（ＲＦ）信号などの信号をドレインコンタクト１１６からソースコンタクト１１２へ通過させてもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチトランジスタ１０４は、例えば２．５Ｖの正の直流電圧をスイッチトランジスタ１３２のゲートコンタクト１０８に印加することによりオンにされてもよく、例えば、電圧源１６０からの正の直流電圧が印加されてもよい。放電トランジスタ１３２のドレインコンタクト１４４もまた正の直流電圧を参照するであろう。放電トランジスタ１３２のゲートコンタクト１３６は、仮想グランドにおける０Ｖを参照してもよい。これにより、放電トランジスタ１３２におけるゲート−ソース間電圧Ｖ＿ｇｓが−２．５Ｖとなってもよい。これにより放電トランジスタ１３２はオフとなり、放電トランジスタ１３２が事実上スイッチ回路から取り除かれてもよい。

【0024】

いくつかの実施の形態において、ゲートコンタクト１０８とスイッチトランジスタ１０４のボディコンタクト１２０の間の放電経路を提供するために、スイッチ１００はオフにされてもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチ１００は、スイッチトランジスタ１０４をオフにすることによりオフにされ、例えばＲＦ信号入力端子１５２から受信する無線周波数（ＲＦ）信号などの信号がドレインコンタクト１１６からソースコンタクト１１２へ通過するのを妨げてもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチトランジスタ１０４は、スイッチトランジスタ１０４のゲートコンタクト１０８に直流電圧を印加しないか、負の直流電圧（例えば、０Ｖまたは−２．５Ｖ）を印加することにより、オフにされてもよい。放電トランジスタ１３２のドレインコンタクト１４４もまた負の直流電圧を参照してもよい。これにより、放電トランジスタ１３２において例えば２．５Ｖの正のＶ＿ｇｓとなってもよい。これにより、放電トランジスタ１３２がオンとなって、スイッチトランジスタ１０４のゲートコンタクト１０８とスイッチトランジスタ１０４のボディコンタクト１２０を結合することによる放電経路を形成してもよい。これは、閾値電圧（Vth）の低下が生じないであろう電圧許容値（voltage headroom)を与えなければならないことなしに実現されてもよい。

【0025】

スイッチ１００の動作が主にスイッチトランジスタ１０４としてｎチャネルＦＥＴ（「ＮＭＯＳスイッチ」または「ＮＭＯＳトランジスタ」ともいう）を用いる観点で説明がなされるが、スイッチトランジスタ１０４および放電トランジスタ１３２としてｐチャネルＦＥＴなどのｐチャネルトランジスタ（「ＰＭＯＳスイッチ」または「ＰＭＯＳトランジスタ」ともいう）を用いる実施の形態が用いられてもよい。スイッチトランジスタ１０４および放電トランジスタ１３２がｐチャネルトランジスタである実施の形態において、正電圧の印加によりｐチャネルトランジスタをオフにする一方で、負電圧の印加または電圧を印加しないことによりｎチャネルトランジスタをオンにしてもよい。

【0026】

上述のようなスイッチ１００を用いて放電経路を与えることは、ダイオード接続ＦＥＴスイッチ回路に伴う電圧閾値許容量（voltage threshold headroom）に関連した同様の不利益を招かないかもしれない。ダイオード接続ＦＥＴスイッチ回路に対して、スイッチ１００は、相互変調歪み（ＩＭＤ）について３ｄＢの向上、第３次高調波について２．５ｄＢの向上、第２次高調波について１．５ｄＢの向上を伴いうるというシミュレーション例が示されている。

【0027】

上述のようなスイッチ１００を用いて放電経路を与えることは、抵抗性ボディコンタクト（ＢＣ）スイッチ回路に伴う挿入損失に関連した同様の不利益をも招かないかもしれない。抵抗性ＢＣスイッチ回路に対して、スイッチ１００は、挿入損失について４０ｍｄＢ以上の向上、第２次高調波について３．５ｄＢの向上、第３次高調波について０．５ｄＢの向上を伴いうるというシミュレーション例が示されている。

【0028】

スイッチ１００は、ゲート接地増幅器であってもよいし、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）スイッチ、パワー増幅器、低雑音増幅器（ＬＮＡ；low-noise amplifier）、バッファ、デュプレクサなどを含むがこれらに限定されない多くの用途に組み込まれてもよい。

【0029】

いくつかの実施の形態において、複数のスイッチ１００は、一つの回路設計に組み込まれてもよい。図２は、それぞれが上述のスイッチ１００と同様であってよい一以上のスイッチを包含するスイッチ回路２００の例を示す。具体的には、スイッチ回路２００は、スイッチ２０４および２０８を含んでもよい。スイッチ２０４および２０８は、主にＲＦ信号入力端子１５２およびＲＦ信号出力端子１５６のそれぞれと同様のＲＦ信号入力２１２およびＲＦ信号出力２１６の間の位置において、これらに接続されてもよい。スイッチ２０４および２０８は、それぞれ上述のスイッチ１００と同様であってもよく、スイッチ２０４および２０８のスイッチトランジスタおよび放電トランジスタの双方は、上述のようにｎチャネルトランジスタ、より具体的にはｎチャネルＦＥＴであってもよい。図２に示されるように、スイッチ２０４および２０８は、スイッチ２０４のスイッチトランジスタのソースコンタクトがスイッチ２０８のスイッチトランジスタのドレインコンタクトに接続されるようにして、互いに直列に接続されてもよい。

【0030】

いくつかの実施の形態において、スイッチ２０４および２０８は、例えば２．５Ｖの正電圧を与えるように構成される電圧源２２０に接続されてもよい。いくつかの実施の形態において、抵抗２２４は、主に電圧源２２０とスイッチ２０４および２０８の間に位置してもよい。いくつかの実施の形態において、抵抗２２４は制御線２２８を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、電圧源２２０は上述の電圧源１６０と同様であってもよい。

【0031】

スイッチ回路２００は、追加のスイッチ２３２および２３６を含んでもよい。スイッチ２３２および２３６は、主にＲＦ信号入力２１２とグランド２４０の間に位置してもよい。具体的には、スイッチ回路２００の分岐路上にあると言われてもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチ２３２および２３６は、例えば２．５Ｖの正電圧を与えるように構成される電圧源２４４に接続されてもよい。いくつかの実施の形態において、電圧源２４４および電圧源２２０は同一の電圧源であってもよいし、または、互いに接続された別の電圧源であってもよい。いくつかの実施の形態において、抵抗２４８は、主に電圧源２４４とスイッチ２３２および２３６の間に位置してもよい。いくつかの実施の形態において、抵抗２４８は制御線２５２を含んでもよい。

【0032】

スイッチ２３２および２３６は、上述のスイッチ１００とそれぞれ同様であってもよく、スイッチ２３２および２３６のスイッチトランジスタおよび放電トランジスタの双方は、上述のようにｐチャネルトランジスタ、より具体的にはｐチャネルＦＥＴであってもよい。図２に示されるように、スイッチ２３２および２３６は、スイッチ２３２のスイッチトランジスタのソースコンタクトがスイッチ２３６のスイッチトランジスタのドレインコンタクトに接続されるようにして、互いに直列に接続されてもよい。

【0033】

スイッチ回路２００は、ｎチャネルトランジスタを有する二つのスイッチ２０４および２０８と、ｐチャネルトランジスタを有する二つのスイッチ２３２および２３６とを有するように説明されるが、他の実施の形態においては、スイッチ回路はより多く、もしくは、より少ないスイッチを有してもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチ２０４およびスイッチ２０８がｐチャネルトランジスタを有し、スイッチ２３２および２３６がｎチャネルトランジスタを有し、電圧源２２０および２２４が負電圧を与えるように構成されてもよい。

【0034】

動作時に、スイッチ回路２００は以下のように動作してもよい。ＲＦ信号がＲＦ信号入力２１２に供給されてもよい。電圧源２２０および２４４において正の電圧が供給されてもよい。上述のように、スイッチ２０４および２０８は、ｎチャネルＦＥＴを含んでもよい。スイッチ２０４および２０８が電圧源２２０から正電圧を受けるとき、スイッチ２０４およびスイッチ２０８のそれぞれの放電トランジスタはオフになってもよい。さらに、スイッチ回路２００を通ってＲＦ信号入力２１２からＲＦ信号出力２１６へとＲＦ信号を伝えることができるように、スイッチトランジスタはオンになってもよい。

【0035】

同様に、スイッチ２３２およびスイッチ２３６は、電圧源２４４から正電圧を受けてもよい。上述のように、スイッチ２３２および２３６はｐチャネルＦＥＴを含んでもよい。したがって、電圧源２４４から受ける正電圧は、スイッチ２３２および２３６のスイッチトランジスタをオフにしてもよい。スイッチ２３２および２３６のスイッチトランジスタがオフになるとき、ＲＦ信号入力２１２からグランド２４０へと信号が伝わることができなくなってもよい。したがって、正電圧の印加によってスイッチ回路２００の分岐部が実際上閉鎖される一方で、正電圧によってスイッチ回路２００の信号部が開放されてもよい。

【0036】

その一方で、電圧源２４４および２２０から電圧を印加しないか、グランド電圧を印加することにより、上述の態様とは逆の態様でスイッチ回路２００を動作させてもよい。具体的には、電圧源２２０からグランド電圧を印加することにより、信号がグランド２４０に流れることができるように、スイッチ２０４および２０８の放電トランジスタをオンにしてもよい。例えば、ＲＦ信号入力２１２からの雑音がグランド２４０に短絡されてもよい。同時に、スイッチ２０４および２０８のスイッチトランジスタをオフにすることで、ＲＦ信号入力２１２からの雑音がＲＦ信号出力２１６に伝わらないようにしてもよい。

【0037】

上述のスイッチ回路２００は、いくつかの優位性を享受しうる。具体的に、スイッチ回路２００は、増強された挿入損失や、増大した分離性および全体的特性を有する一方で、比較的コンパクトな面積内に依然として存在しうる。例えば、いくつかの実施の形態において、スイッチのスイッチトランジスタは、約１ｍｍの厚さを有してもよい。スイッチの放電トランジスタは、約１μｍの厚さを有してもよい。さらに、スイッチ回路２００のスイッチング速度は、非常に高速であると考えられうる。さらに、スイッチ回路２００は、電圧源２２０および２４４のような正電圧源のみを用いて実装されてもよく、いくつかの実施の形態において、これらは一つの正電圧源に統合されてもよい。したがって、スイッチ回路２００は、阻止コンデンサや負電圧発生器を必要としなくてもよい。

【0038】

図３は、スイッチ回路２００などのスイッチ回路の製造工程の例を示す。最初に、ステップ３０４において、第１トランジスタのゲートコンタクトが第２トランジスタのドレインコンタクトに接続されてもよい。具体的には、スイッチ２３２などのスイッチに含まれるスイッチ１００のスイッチトランジスタ１０４といったスイッチトランジスタのゲートコンタクトが、スイッチ２３２に含まれる放電トランジスタ１３２といった放電トランジスタのドレインコンタクトに接続されてもよい。

【0039】

次に、ステップ３０８において、第１トランジスタのボディコンタクトが第２トランジスタのソースコンタクトに接続されてもよい。具体的には、スイッチ２３２に含まれるスイッチ１００のスイッチトランジスタ１０４のボディコンタクトが、スイッチ２３２に含まれる放電トランジスタ１３２のソースコンタクトに接続されてもよい。

【0040】

次に、ステップ３１２において、第２トランジスタのゲートコンタクトが第１抵抗および第２抵抗に接続されてもよい。具体的には、スイッチ２３２に含まれる放電トランジスタ１３２のゲートコンタクトが、抵抗１２４および１２８といった抵抗に接続され、ゲートコンタクト１３６が仮想グランドを参照するようにしてもよい。

【0041】

最後に、第１トランジスタのドレインコンタクトが第２スイッチに接続されてもよい。例えば、スイッチ２３２に含まれるスイッチ１００のスイッチトランジスタ１０４のドレインコンタクトが、スイッチ２０４といった別のスイッチに接続されてもよい。具体的には、スイッチ２３２に含まれるスイッチトランジスタ１０４のドレインコンタクトが、スイッチ２０４に含まれるスイッチングトランジスタのドレインコンタクトに接続されてもよい。上述のように、スイッチ２３２の放電トランジスタおよびスイッチトランジスタはｐチャネルＦＥＴであってもよく、一方でスイッチ２０４のスイッチトランジスタはｎチャネルＦＥＴであってもよい。

【0042】

スイッチ回路２００は、様々なシステムに組み込まれてもよい。図４は、システム４００の例を示すブロック図である。図示されるように、システム４００は、いくつかの実施の形態において無線周波数（ＲＦ）パワー増幅器（ＰＡ；power amplifier）モジュールであってもよいＰＡモジュール４０２を含む。システム４００は、図示されるようにＰＡモジュール４０２に接続されるトランシーバ４０４を含んでもよい。ＰＡモジュール４０２は、増幅、スイッチング、ミキシングなどの任意の種類の動作を実行するスイッチ回路２００を含んでもよい。様々な実施の形態において、スイッチ回路２００は、追加的／代替的に、例えばアップコンバートを提供するためにトランシーバ４０４に含まれてもよいし、または、様々なスイッチング機能を提供するためにアンテナスイッチモジュール（ＡＳＭ）４０６に含まれてもよい。

【0043】

ＰＡモジュール４０２は、トランシーバ４０４からのＲＦ入力信号ＲＦｉｎを受信してもよい。ＰＡモジュール４０２は、ＲＦ入力信号ＲＦｉｎを増幅してＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔを提供してもよい。ＲＦ入力信号ＲＦｉｎおよびＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔの双方は、図４においてそれぞれＴｘ−ＲＦｉｎおよびＴｘ−ＲＦｏｕｔと称される送信チェーンの一部であってもよい。

【0044】

増幅されたＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔは、アンテナ構造４０８を通じて、ＲＦ出力信号ＲＦｏｕｔの無線（ＯＴＡ；over-the-air）伝送を実現させるＡＳＭ４０６に提供されてもよい。ＡＳＭ４０６は、アンテナ構造４０８を通じてＲＦ信号を受信してもよく、受信したＲＦ信号Ｒｘを受信チェーンに沿ってトランシーバ４０４につないでもよい。

【0045】

様々な実施の形態において、アンテナ構造４０８は、例えば、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、パッチアンテナ、ループアンテナ、マイクロストリップアンテナまたはＲＦ信号の無線（ＯＴＡ）送信／受信に適した、いかなる種類のアンテナを含む、一以上の指向性および／または無指向性アンテナを含んでもよい。

【0046】

システム４００は、パワー増幅を含む任意のシステムであってもよい。様々な実施の形態において、ＲＦ信号をスイッチするためにシステム４００にスイッチ回路２００を含むことは、システム４００がＲＦの高いパワーおよび周波数においてパワー増幅するために用いられるときに特に有用でありうる。例えば、システム４００にスイッチ回路２００を含めることは、約３２ｄＢｍ以上のパワーおよび約１８００ＭＨｚ以上の周波数を有するグローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーション（ＧＳＭ（登録商標））の信号や、約３４ｄＢｍ以上のパワーを有する例えば８００ＭＨｚから９１５ＭＨｚの低帯域ＧＳＭの信号の伝送に特に有益である。

【0047】

システム４００は、地上もしくは衛星通信、レーダシステム、様々な産業および医療用途において利用可能な任意の一以上のものに適してもよい。より具体的には、いくつかの実施の形態において、システム４００は、レーダデバイス、衛星通信デバイス、モバイルコンピューティングデバイス（例えば、電話、タブレット、ラップトップなど）、基地局、放送ラジオ、または、テレビ増幅器システムの中から選択される一つであってもよい。

【0048】

本開示は、上述の実施の形態の観点から示されたが、本開示の範囲を逸脱しない限りにおいて、同様の目的を実現すると考えられるさまざまな代替的および／または等価な実施の形態により、上述した特定の実施の形態が置換されてもよいことは、当業者によって理解されるであろう。当業者であれば、本開示によって示された内容が、様々な実施の形態として実施されてもよいことは、すぐに理解されるであろう。本記載は、制限的であるとみなされるのではなく、例示的であるとみなされることを意図する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【外国語明細書】

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