特開 2015-213296 ハイパワー高周波数スイッチ素子用バイアス回路

(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2015-213296(P2015-213296A)

(43)【公開日】2015年11月26日

(54)【発明の名称】ハイパワー高周波数スイッチ素子用バイアス回路

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/00 20060101AFI20151030BHJP

   H03K 17/687 20060101ALI20151030BHJP

   H04B 1/48 20060101ALI20151030BHJP

【ＦＩ】

   H03K17/00 D

   H03K17/687 G

   H04B1/48

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-41269(P2015-41269)

(22)【出願日】2015年3月3日

(31)【優先権主張番号】14/196,987

(32)【優先日】2014年3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】キャンベル、チャールズ エフ．

【テーマコード（参考）】

5J055

5K011

【Ｆターム（参考）】

5J055AX06

5J055AX52

5J055AX64

5J055BX17

5J055CX03

5J055DX22

5J055EY01

5J055EY12

5J055EY21

5J055GX01

5J055GX02

5K011DA02

5K011DA21

5K011FA01

5K011KA13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ＲＦ信号をスイッチするための電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲート端子におけるリーク電流による挿入損失を削減する方法を提供する。
【解決手段】スイッチ１３６がオンのとき、ダイオード１３２ａ−ｂはゲート端子１２０と制御端子１２４の間に導電的に接続される。ゲート端子でのリーク電流が比較的小さいとき、ダイオードはゲート抵抗より高いインピーダンスを示し、リーク電流はゲート抵抗を通じてゲート端子と制御端子の間を流れる。ゲート端子でのリーク電流が閾値電流を超えるとき、ダイオードはゲート抵抗より低いインピーダンスを示し、リーク電流はダイオードを通じてゲート端子から制御端子へ通過する。ダイオードはゲート端子と制御端子の間でオン電圧の合計にほぼ等しい電圧に降下させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゲート端子を有するトランジスタと、
前記ゲート端子に接続され、高周波（ＲＦ）信号のスイッチングを助けるよう第１状態と第２状態の間で前記トランジスタをスイッチするための制御電圧を受ける制御端子と、
前記ゲート端子と前記制御端子の間に接続されるゲート抵抗と、
前記ゲート端子と前記制御端子の間に前記ゲート抵抗と並列に接続される一以上のダイオードと、を備える回路。

【請求項2】

前記一以上のダイオードに接続され、前記トランジスタが前記第１状態のときに前記一以上のダイオードを前記ゲート抵抗と並列に選択的に接続させるスイッチをさらに備える、請求項１に記載の回路。

【請求項3】

前記トランジスタは第１トランジスタであり、前記ゲート端子は第１ゲート端子であり、前記スイッチは、一定のバイアス電圧を受ける第２ゲート端子を有する第２トランジスタを含む、請求項２に記載の回路。

【請求項4】

前記一定のバイアス電圧は、前記第１トランジスタが前記第１状態のときの前記制御電圧の値に等しい値を有する、請求項３に記載の回路。

【請求項5】

前記制御電圧は、第１制御電圧であり、
装置は、前記第２トランジスタの前記第２ゲート端子に接続されるゲート回路であって、前記第１制御電圧および前記第１制御電圧と相補的な第２制御電圧に基づいて前記一定のバイアス電圧を生成するゲート回路をさらに含む、請求項４に記載の回路。

【請求項6】

前記制御電圧は、前記トランジスタが前記第２状態のときに約０Ｖの値を有し、前記トランジスタが前記第１状態のときに負の電圧値を有し、
前記トランジスタは、前記第１状態の間にオフとなり、前記第２状態の間にオンとなる、請求項１に記載の回路。

【請求項7】

前記トランジスタは、窒化ガリウム（ＧａＮ）トランジスタである請求項１に記載の回路。

【請求項8】

前記トランジスタは、ＲＦ信号の伝送路に直列に接続される直列トランジスタであり、前記ゲート抵抗および前記一以上のダイオードは、第１バイアス回路に含まれており、
装置は、
前記伝送路に分岐して接続され、ゲート端子を有する分岐トランジスタと、
前記分岐トランジスタの前記ゲート端子に接続される第２バイアス回路と、を含む、請求項１に記載の回路。

【請求項9】

前記一以上のダイオードは、前記ゲート端子と前記制御端子の間に互いに直列に接続される複数のダイオードを含む、請求項１に記載の回路。

【請求項10】

ゲート端子を有するトランジスタと、
前記ゲート端子に接続され、高周波（ＲＦ）信号のスイッチングを助けるよう前記トランジスタをオンまたはオフにするための制御電圧を受ける制御端子と、
前記ゲート端子と前記制御端子の間に接続されるバイアス回路であって、前記ゲート端子と前記制御端子の間に接続されるゲート抵抗を含み、前記トランジスタがオフのときに、前記ゲート抵抗の近くで、一以上のダイオードを通る、前記ゲート端子と前記制御端子の間の導電経路を選択的に与えるバイアス回路と、を備えるＲＦスイッチング装置。

【請求項11】

前記トランジスタは第１トランジスタであり、前記ゲート端子は第１ゲート端子であり、前記バイアス回路は、前記一以上のダイオードに接続される第２トランジスタであって、前記トランジスタがオフのときに前記一以上のダイオードを前記ゲート抵抗と並列に選択的に接続させる第２トランジスタを含む、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記第２トランジスタの第２ゲート端子は、前記第１トランジスタがオフのときの前記制御電圧の値に等しい値を有する一定のバイアス電圧を受ける、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記制御電圧は、第１制御電圧であり、
前記装置は、前記第２トランジスタの前記第２ゲート端子に接続されるゲート回路であって、前記第１制御電圧および前記第１制御電圧と相補的な第２制御電圧に基づいて前記一定のバイアス電圧を生成するゲート回路をさらに含む、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記制御電圧は、前記トランジスタがオンのときに約０Ｖの値を有し、前記トランジスタがオフのときに負の電圧値を有する、請求項１０に記載の装置。

【請求項15】

前記トランジスタは、ＲＦ信号の伝送路に直列に接続される直列トランジスタであり、前記ゲート抵抗および前記一以上のダイオードは、第１バイアス回路に含まれており、
前記装置は、
前記伝送路に分岐して接続され、ゲート端子を有する分岐トランジスタと、
前記分岐トランジスタの前記ゲート端子に接続される第２バイアス回路と、を含む、請求項１０に記載の装置。

【請求項16】

前記一以上のダイオードは、前記ゲート端子と前記制御端子の間に互いに直列に接続される複数のダイオードを含む、請求項１０に記載の装置。

【請求項17】

高周波（ＲＦ）信号を受けるための入力ポートと、
出力ポートと、
前記入力ポートと前記出力ポートの間に直列に接続される直列トランジスタであって、前記直列トランジスタがオンであるときに前記ＲＦ信号を前記出力ポートへ選択的に通過させる直列トランジスタと、
前記直列トランジスタのゲート端子に接続され、前記直列トランジスタをオンまたはオフにするための直列制御電圧を受ける直列制御端子と、
前記直列トランジスタの前記ゲート端子に接続される直列バイアス回路とを備え、
前記直列バイアス回路は、
前記直列トランジスタのゲート端子と前記直列制御端子の間に接続される直列ゲート抵抗と、
前記直列トランジスタのゲート端子と前記直列制御端子の間に前記直列ゲート抵抗と並列に接続される一以上のダイオードと、
前記直列トランジスタのゲート端子と前記直列制御端子の間に前記一以上のダイオードと直列に接続され、前記直列制御電圧に応答して前記一以上のダイオードを前記直列ゲート抵抗と並列に選択的に導電的に接続させるスイッチと、を含むシステム。

【請求項18】

前記入力ポートと前記出力ポートの間の伝送路に分岐して接続される分岐トランジスタと、
前記分岐トランジスタのゲート端子に接続され、前記分岐トランジスタをオンまたはオフにするための分岐制御電圧を受ける分岐制御端子であって、前記分岐制御電圧が前記直列制御電圧と相補的である分岐制御端子と、
前記分岐トランジスタの前記ゲート端子に接続される分岐バイアス回路と、をさらに備え、
前記分岐バイアス回路は、
前記分岐トランジスタの前記ゲート端子と前記分岐制御端子の間に接続される分岐ゲート抵抗と、
前記分岐トランジスタの前記ゲート端子と前記分岐制御端子の間に前記分岐ゲート抵抗と並列に接続される一以上のダイオードと、
前記分岐トランジスタの前記ゲート端子と前記分岐制御端子の間に前記一以上のダイオードと直列に接続され、前記分岐制御電圧に応答して前記分岐バイアス回路の前記一以上のダイオードを前記分岐制御端子に選択的に導電的に接続させるスイッチと、を含む、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記直列バイアス回路および前記分岐バイアス回路のスイッチは、トランジスタを含み、
前記システムは、前記スイッチのそれぞれのトランジスタのゲート端子に接続される個別のゲート回路を含み、
前記個別のゲート回路は、
前記直列制御電圧および前記分岐制御電圧を受け、
前記スイッチのトランジスタのゲート端子に、前記直列制御電圧の値および前記分岐制御電圧の値の小さい方と等しい値を有する一定のバイアス電圧を通過させる、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

前記一以上のダイオードは、前記直列トランジスタと前記直列制御端子の間に互いに直列に接続される複数のダイオードを含む、請求項１７に記載のシステム。

【請求項21】

前記直列トランジスタは、窒化ガリウム（ＧａＮ）トランジスタである、請求項１７に記載のシステム。

【請求項22】

無線通信ネットワークを通じた伝送用の前記ＲＦ信号をスイッチする請求項１７に記載のシステムを含む、ユーザ機器。

【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、高周波スイッチング素子用のバイアス回路に関する。

【背景技術】

【0002】

高周波（ＲＦ）スイッチング素子は、無線通信システムといった多くの用途に用いられ、ＲＦ信号を選択的に通過させる。多くのスイッチング素子は、ＲＦ信号をスイッチするための電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を含む。しかしながら、ＦＥＴのゲート端子におけるリーク電流は、挿入損失を生じさせるおそれがあり、および／または、望まないときにＦＥＴをオンまたはオフにさせるおそれがある。

【図面の簡単な説明】

【0003】

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。

【0004】

【図1】様々な実施の形態に係るスイッチング素子の構成を示す回路図である。

【0005】

【図2】様々な実施の形態に係る別のスイッチング素子の構成を示す回路図である。

【0006】

【図3】様々な実施の形態に係る単極単投スイッチの構成を示す回路図である。

【0007】

【図4】様々な実施の形態に係る無線通信装置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】

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

「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。

【0011】

様々な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。

【0012】

「〜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。

【0013】

図１は、様々な実施の形態に係るスイッチ回路１００を示す。スイッチ回路１００（以下、回路１００ともいう）は、バイアス回路１０８に接続されるトランジスタ１０４を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、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。トランジスタ１０４は、ドレイン端子１１２、ソース端子１１６、ゲート端子１２０を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、トランジスタ１０４は、ｎ型ＦＥＴであってもよい。追加的または代替的に、トランジスタ１０４は、デプレッション型ＦＥＴであってもよい。いくつかの実施の形態において、トランジスタ１０４は、窒化ガリウム（ＧａＮ）またはガリウム砒素（ＧａＡｓ）ＦＥＴであってもよい。

【0014】

スイッチ回路１００は、制御信号（例えば制御電圧）を受け、伝送信号（例えば、高周波（ＲＦ）信号）のスイッチングを助けるようトランジスタ１０４を第１状態と第２状態の間でスイッチさせる制御端子１２４をさらに含んでもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、トランジスタ１０４は、第１状態においてオフであり、第２状態においてオンであってもよい。トランジスタ１０４は、ドレイン端子１１２にて伝送信号を受け、トランジスタ１０４がオンの場合に伝送信号をソース端子１１６へ通過させてもよい。トランジスタ１０４は、トランジスタ１０４がオフである場合にドレイン端子１１２とソース端子１１６の間の伝送信号の通過を妨げてもよい。

【0015】

いくつかの実施の形態において、トランジスタ１０４は、伝送経路に直列に接続されて入力ポートから出力ポートへ伝送信号を選択的に通過させてもよい（例えば、アンテナおよび／または他の構造による伝送のため）。他の実施の形態において、トランジスタ１０４は、伝送経路に分岐して接続されて入力ポートからグランド端子へ伝送信号を選択的に通過させてもよい（例えば、伝送信号を迂回させたり、出力ポートへの通過を妨げたりするため）。図３を示しながら後述されるように、いくつかの実施の形態は、伝送経路に直列に接続される直列トランジスタと、伝送経路に分岐して接続される分岐トランジスタとを含むスイッチング素子を含んでもよい。スイッチングモジュールの第１状態において、直列トランジスタがオンになり分岐トランジスタがオフになって伝送信号を出力ポートへ通過させてもよい。スイッチングモジュールの第２状態において、直列トランジスタがオフになり分岐トランジスタがオンになって出力ポートへの伝送信号の通過を妨げてもよい。

【0016】

様々な実施の形態において、制御信号は、第１の値と第２の値の間でスイッチ可能であってもよい。制御信号は、トランジスタ１０４をオフにする第１の値を有してもよく、トランジスタ１０４をオンにする第２の値を有してもよい。いくつかの実施の形態において、第１および第２の値は、直流（ＤＣ）電圧であってもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、第１の値はトランジスタ１０４をオフにする負のＤＣ電圧であり、第２の値はトランジスタ１０４をオンにする０Ｖ（例えばグランド電圧）であってもよい。一つの非限定的な実施の形態において、制御信号の第１の値は、トランジスタ１０４をオフにする約−２０Ｖから−４８Ｖであってもよい。例えば、トランジスタ１０４がデプレッション型ＧａＮＦＥＴである場合にこのような制御信号が採用されうる。

【0017】

いくつかの実施の形態において、制御端子１２４に接続される電源１２６により制御信号が与えられてもよい。いくつかの実施の形態において、電源１２６は、制御信号の第２の値を与えるためにグランド電位に接続され、制御信号の第１の値を与えるために負の電圧に接続されてもよい。

【0018】

様々な実施の形態において、バイアス回路１０８は、トランジスタ１０４のゲート端子１２０と制御端子１２４の間に接続されてもよい。バイアス回路１０８は、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間に接続されるゲート抵抗１２８を含んでもよい。バイアス回路１０８は、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間にゲート抵抗１２８と並列に接続される一以上のダイオード１３２ａ−ｂをさらに含んでもよい。ダイオード１３２ａ−ｂは、ゲート端子１２０から制御端子１２４へダイオード１３２ａ−ｂを通じてリーク電流を通過させることを可能にしてもよい。ダイオード１３２ａ−ｂは、ダイオード１３２ａ−ｂの順方向が制御端子１２４に向かって接続され、ダイオード１３２ａ−ｂの逆方向がゲート端子１２０に向かって接続されるように方向付けられてもよい。

【0019】

いくつかの実施の形態において、バイアス回路１０８は、一以上のダイオード１３２ａ−ｂに接続されてトランジスタ１０４が第１状態（例えばオフ）のときに一以上のダイオード１３２ａ−ｂをゲート抵抗１２８と並列に選択的に接続させるスイッチ１３６（例えばＦＥＴ）をさらに含んでもよい。例えば、スイッチ１３６は、トランジスタ１０４がオフのときにオン（例えば、制御端子１２４とダイオード１３２ａ−ｂの間に電流を導通させること）となってもよいし、スイッチ１３６は、トランジスタ１０４がオンのときにオフ（例えば、制御端子１２４とダイオード１３２ａ−ｂの間での電流の通過を妨げること）となってもよい。いくつかの実施の形態において、スイッチ１３６は、一以上のダイオード１３２ａ−ｂと制御端子１２４の間に接続されてもよい。他の実施の形態において、スイッチ１３６は、一以上のダイオード１３２ａ−ｂとゲート端子１２０の間に接続されてもよい。

【0020】

スイッチ１３６がオンのとき、ダイオード１３２ａ−ｂは、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間に導電的に接続されてもよい。ゲート端子１２０でのリーク電流が比較的小さいとき、ダイオード１３２ａ−ｂはゲート抵抗１２８より高いインピーダンスを示してもよく、リーク電流はゲート抵抗１２８を通じてゲート端子１２０と制御端子１２４の間を流れてもよい。しかしながら、ゲート端子１２０でのリーク電流が閾値電流を超えるとき、ダイオード１３２ａ−ｂはゲート抵抗１２８より低いインピーダンスを示してもよく、リーク電流はダイオード１３２ａ−ｂを通じてゲート端子１２０から制御端子１２４へ通過してもよい。ダイオード１３２ａ−ｂは、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間で、ダイオード１３２ａ−ｂのオン電圧の合計にほぼ等しい電圧降下を提供しうる。例えば、いくつかの実施の形態において、個々のダイオード１３２ａ−ｂのオン電圧は、約１．６Ｖでありうる。したがって、バイアス回路１０８が二つのダイオード１３２ａ−ｂを含む実施の形態において、ダイオード１３２ａ−ｂは、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間に約３．２Ｖの電圧降下を提供しうる。ダイオード１３２ａ−ｂにより提供される電圧降下は、閾値電流を超えるリーク電流に対して実質的に一定でありうる。

【0021】

対照的に、スイッチングトランジスタのゲート抵抗に並列なダイオードを含まない従来のバイアス回路では、リーク電流の全てがゲート抵抗を通過する。したがって、スイッチングトランジスタがオフであり制御信号が負電圧であるとき、ゲート端子から制御端子までのゲート抵抗にわたる電圧降下は、リーク電流の増加に対して直線的に増大し、その結果、ゲート端子における電圧レベルが絶対値のより小さい負の値（less negative）となってしまう。リーク電流がリーク限界を超える場合、リーク電流によりゲート端子にて増大した電圧レベルは、スイッチングトランジスタをオンにさせうる。したがって、バイアス回路１０８は、従来のスイッチング回路より大きなリーク電流とともにスイッチ回路１００を動作させることを可能にしうる。

【0022】

さらに、ダイオード１３２ａ−ｂは、ドレイン端子１１２に存在するＲＦ信号を整流し、ＲＦ信号をゲート端子１２０における追加的な負電圧に変換しうる。したがって、ダイオード１３２ａ−ｂは、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間にダイオードが接続されていない場合よりも、ゲート端子１２０でのゲート電圧を絶対値のより大きい負の値（more negative）にしうる。ダイオード１３２ａ−ｂにより与えられる整流作用は、スイッチ回路１００の圧縮点またはパワー処理（例えば、０．２ｄＢ以上の挿入損失といった顕著な挿入損失なしに、ＦＥＴ１０４によってスイッチされうるドレイン端子１１２でのＲＦ信号のＲＦパワー量）を増大させうる。さらに、ダイオード１３２ａ−ｂにより与えられる増大したパワー処理は、リーク電流が増大するにつれて（例えば、１ｍＡ／ｍｍ、１．５ｍＡ／ｍｍ、２ｍＡ／ｍｍ以上のリーク電流にて）実質的に維持されうる。対照的に、ゲート端子と制御端子の間にダイオードが接続されていないスイッチ回路のパワー処理は、一般に、リーク電流が増加するにつれて減少する。

【0023】

さまざまな実施の形態において、バイアス回路１０８により提供される増大したパワー処理は、ゲートトランジスタに並列なダイオードを含まないバイアス回路と比べて、所与の量のＲＦパワー処理を与える間の第１の量として（例えば、所与の圧縮点として）、制御信号が絶対値のより小さい負の電圧を有することを可能にしうる。代替的または追加的に、バイアス回路１０８は、制御信号の所与の第１の量に対して増大したＲＦパワー処理を提供してもよい。様々な実施の形態において、バイアス回路１０８のリーク電流の利益が必要でない場合（例えば、回路１００に用いられているＦＥＴプロセスが低いゲートリーク電流を有する場合）であっても、増大したＲＦパワー処理の利益のためにバイアス回路１０８が回路１００に用いられてもよい。代わりに、増大したパワー処理が必要でない場合であっても、高いリーク電流を管理するためにバイアス回路１０８が回路１００に用いられてもよい。

【0024】

しかしながら、いくつかの実施の形態において、制御信号が第２の値を有してトランジスタ１０４をオンにするとき、ダイオード１３２ａ−ｂによる整流作用で生じたゲート端子１２０での追加の負電圧が望ましくないかもしれない。例えば、制御信号の第２の値が０Ｖになってトランジスタ１０４がオンになるとき、整流作用が提供するゲート端子１２０での追加の負電圧は、（例えば、高いＲＦパワーレベルにて）トランジスタ１０４をオフにしうる。したがって、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間でダイオード１３２ａ−ｂをゲート抵抗１２８に並列に選択的に接続させるためのスイッチ１３６がスイッチ回路１００に含まれてもよい。スイッチ１３６は、トランジスタ１０４がオンのときにオフとなってもよい。したがって、スイッチ１３６は、制御信号が第２の値を有してトランジスタ１０４がオンとなるときに、制御端子１２４および／またはゲート端子１２０からダイオード１３２ａ−ｂを遮断し、ゲート端子１２０と制御端子１２４の間でダイオード１３２ａ−ｂを通じて電流が流れるのを妨げてもよい。トランジスタ１０４のドレイン端子１１２、ソース端子１１６および１２０の全てがグランド電位となりうることから、ゲート端子１２０でのリーク電流は、トランジスタ１０４がオンのときに回路１００の性能に顕著な影響を与えないかもしれない。

【0025】

いくつかの実施の形態において、スイッチ１３６は、ＦＥＴといったトランジスタであってもよい。スイッチバイアス端子１４０は、スイッチ１３６のゲート端子に（例えば、抵抗１４４を介して）接続されて一定のバイアス電圧を受け、一定のバイアス電圧をスイッチ１３６のゲート端子に通過させてもよい。いくつかの実施の形態において、一定のバイアス電圧は、スイッチバイアス端子１４０に接続される電源１４８により提供されてもよい。

【0026】

いくつかの実施の形態において、スイッチバイアス端子１４０が受ける一定のバイアス電圧は、制御端子１２４にて受ける制御電圧の最小値と等しい値を有してもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、一定のバイアス電圧の値は、トランジスタがオフのときの制御電圧（例えば、負電圧）の値と等しくてもよい。

【0027】

いくつかの実施の形態において、スイッチ１３６のドレイン端子は制御端子１２４と接続されてもよく、スイッチ１３６のソース端子はダイオード１３２ｂに接続されてもよい。したがって、スイッチ１３６のゲート端子で受ける一定のバイアス電圧とともに、スイッチ１３６は、制御端子１２４で受ける制御信号に応答してオンまたはオフとなってもよい。つまり、スイッチ１３６は、トランジスタ１０４がオフのときにオンとなってもよく、トランジスタ１０４がオンのときにオフとなってもよい。

【0028】

様々な実施の形態において、バイアス回路１０８は、１、２、３もしくはそれ以上のダイオードといった、任意の適した数の一以上のダイオード１３２ａ−ｂを含んでもよい。ダイオードの数は、バイアス回路１０８にて設計されるダイオード１３２ａ−ｂを通過するリーク電流の大きさや、用いられるＦＥＴテクノロジの閾値電圧、ゲート端子１２０にて要求される最小のＲＦインピーダンス、および／または、利用可能な負の制御信号の大きさに基づいて選択されうる。

【0029】

図２は、様々な実施の形態に係る別のスイッチ回路２００（「回路２００」ともいう）を示す。スイッチ回路２００は、図１のトランジスタ１０４およびバイアス回路１０８のそれぞれと同様に、トランジスタ２０４とバイアス回路２０８を含んでもよい。バイアス回路２０８は、バイアス回路１０８のゲート抵抗１２８、一以上のダイオード１３２ａ−ｂ、スイッチ１３６のそれぞれと同様に、ゲート抵抗２２８、一以上のダイオード２３２ａ−ｂ、スイッチ２３６を含んでもよい。制御端子２２４は、バイアス回路２０８（例えば、ゲート抵抗２２８とスイッチ２３６の間）に接続されてもよい。制御端子２２４は、電源２２６からＤＣ制御電圧Ｖｃを受けてもよい。制御電圧Ｖｃは、ＦＥＴ２０４をオフにしてスイッチ２３６をオンにする第１の値と、ＦＥＴ２０４をオンにしてスイッチ２３６をオフにする第２の値とを有してもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、第１の値は負のＤＣ電圧であってもよいし、第２の値はグランド電圧（０Ｖ）であってもよい。

【0030】

スイッチ回路２００は、スイッチ２３６のゲート端子に（例えば抵抗２４４を介して）接続されるスイッチバイアス端子２４０をさらに含んでもよい。ゲート回路２５２は、スイッチバイアス端子２４０に接続され、スイッチバイアス端子２４０に一定のバイアス電圧を与えてもよい。一定のバイアス電圧は、制御電圧Ｖｃの第１および第２の値の小さい方（例えば、第１の値が負電圧である場合には第１の値）と等しい値を有してもよい。いくつかの実施の形態において、ゲート回路２５２は、制御電圧Ｖｃおよび制御電圧Ｖｃと相補的な補完電圧Ｖ’ｃ（例えば、Ｖｃが第２の値を有する場合にＶ’ｃは第１の値を有し、Ｖｃが第１の値を有する場合にＶ’ｃは第２の値を有しうる）に基づいて一定のバイアス電圧を生成してもよい。補完電圧Ｖ’ｃは、電源２５６により提供されてもよい。

【0031】

いくつかの実施の形態において、ゲート回路２５２はＮＯＲゲートを形成し、制御電圧Ｖｃまたは補完電圧Ｖ’ｃの低い方の電圧と等しい電圧を有する一定のバイアス電圧を出力してもよい。例えば、ゲート回路２５２は、スイッチバイアス端子２４０と電源２２６の間に互いに直列に接続される抵抗２６０およびダイオード２６４を含んでもよく、さらに、スイッチバイアス端子２４０および電源２５６の間に互いに直列に接続される抵抗２６８およびダイオード２７２を含んでもよい。

【0032】

図３は、直列トランジスタ３０４と分岐トランジスタ３０８を含む様々な実施の形態に係るスイッチ回路３００（以下、スイッチ素子または回路３００ともいう）を示す。回路３００は、第１状態と第２状態の間でスイッチ可能でありうる。回路３００は、（例えば、送信器から）ＲＦ信号を受ける入力端子３１２を含んでもよい。回路３００は、回路３００が第１状態であればＲＦ信号を出力端子３１６に通過させてもよく、回路３００が第２状態であればＲＦ信号をグランド端子３２０に通過させてもよい。いくつかの実施の形態において、出力端子３１６は、ＲＦ信号を送信するためのアンテナ（不図示）と接続されてもよい。

【0033】

直列トランジスタ３０４は、入力端子３１２と出力端子３１６の間に直列に接続されうる。直列トランジスタ３０４は、入力端子３１２から出力端子３１６へ向かう伝送路３１８と直列に接続されるようにも記載されうる。直列トランジスタ３０４は、スイッチ回路３００が第１状態であればＲＦ信号を出力端子へ選択的に通過させてもよい。

【0034】

分岐トランジスタ３０８は、入力端子３１２とグランド端子３２０の間に接続されうる。分岐トランジスタ３０８は、伝送路３１８および／または入力端子３１２に分岐するようにも記載されうる。分岐トランジスタ３０８は、スイッチ回路３００が第２状態であればＲＦ信号をグランド端子３２０に選択的に短絡させうる（したがって、出力端子３１６へのＲＦ信号の通過が妨げられる）。

【0035】

スイッチ回路３００は、直列トランジスタ３０４のゲート端子に接続される直列バイアス回路３２４と、分岐トランジスタ３０８のゲート端子に接続される分岐バイアス回路３２８をさらに含んでもよい。直列バイアス回路３２４および／または分岐バイアス回路３２８は、本書に記載されるバイアス回路１０８またはバイアス回路２０８と同様であってもよい。直列バイアス回路３２４は、直列制御信号を受けるための制御端子３３２と、一定のバイアス電圧を受けるためのスイッチバイアス端子３３６を含んでもよい。分岐バイアス回路３２８は、分岐制御信号を受けるための制御端子３４０と、一定のバイアス電圧を受けるためのスイッチバイアス端子３４４を含んでもよい。直列制御信号は、分岐制御信号と相補的であってもよい。いくつかの実施の形態においてスイッチバイアス端子３３６により受ける一定のバイアス電圧は、スイッチバイアス端子３４４により受ける一定のバイアス電圧と同じであってもよい。

【0036】

いくつかの実施の形態において、入力端子３１２と出力端子３１６の間に接続される複数のトランジスタのスタック(例えば、複数の直列ＦＥＴ）に直列トランジスタ３０４が含まれうることが理解されるであろう。追加的または代替的に、入力端子３１２とグランド端子３２０の間に接続される複数のトランジスタのスタック（例えば、複数の分岐ＦＥＴ）に分岐トランジスタ３０８が含まれてもよい。

【0037】

図４は、いくつかの実施の形態に係る無線通信デバイス４００の例におけるブロック図を示す。無線通信デバイス４００は、一以上のＲＦパワー増幅器（ＰＡ）４０８を含むＲＦＰＡモジュール４０４を有してもよい。ＲＦＰＡモジュール４０４は、一以上のＲＦＰＡ４０８と接続される一以上のＲＦスイッチ４１２をさらに含んでもよい。ＲＦスイッチ４１２は、スイッチ回路１００，２００および／または３００と同様であってもよいし、これらを含んでもよい。

【0038】

ＲＦＰＡモジュール４０４に加えて、無線通信デバイス４００は、少なくとも図示されるように接続されるアンテナ構造４１４、Ｔｘ／Ｒｘスイッチ４１８、トランシーバ４２２、メインプロセッサ４２６、メモリ４３０を有してもよい。無線通信デバイス４００は、送信および受信機能を有するように示されるが、他の実施の形態では、送信または受信機能のみを有する装置を含んでもよい。ＲＦスイッチ４１２がＲＦＰＡモジュール４０４に含まれるように図示されるが、他の実施の形態において、ＲＦスイッチ４１２は、ＲＦＰＡモジュール４０４に加えて又は代えて、Ｔｘ／Ｒｘスイッチ４１８および／またはトランシーバ４２２といった無線通信デバイス４００の他の構成要素に含まれてもよい。

【0039】

様々な実施の形態において、無線通信デバイス４００は、携帯電話、ページングデバイス、パーソナルデジタルアシスタント、テキストメッセージデバイス、ポータブルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、基地局、加入者局、アクセスポイント、レーダ、衛星通信デバイスであってもよいし、これらに限定されないＲＦ信号の無線送信／受信が可能な他のいかなるデバイスであってもよい。

【0040】

メインプロセッサ４２６は、メモリ４３０に記憶され、無線通信デバイス４００の全般的な動作を制御するための基本的なオペレーティングシステムプログラムを実行してもよい。例えば、メインプロセッサ４２６は、トランシーバ４２２による信号の受信および信号の送信を制御してもよい。メインプロセッサ４２６は、メモリ４３０に常駐する他のプロセスを実行する能力を有してもよく、実行するプロセスの要求に応じてデータをメモリ４３０に移動させたりメモリ４３０から移動させたりしてもよい。

【0041】

トランシーバ４２２は、メインプロセッサ４２６からの出力用データ（例えば、音声データ、ウェブデータ、Ｅメール、信号データなど）を受信し、出力用データを表すＲＦ入力（ＲＦｉｎ）信号を生成し、ＲＦｉｎ信号をＲＦＰＡモジュール４０４に提供してもよい。トランシーバ４２２はまた、ＲＦＰＡモジュール４０４を選択された帯域で動作させ、かつ、フルパワーもしくはバックパワーモードのいずれかで動作させるように制御してもよい。いくつかの実施の形態において、トランシーバ４２２は、直交周波数分割多重変調（ＯＦＤＭ）を用いるＲＦｉｎ信号を生成してもよい。

【0042】

ＲＦＰＡモジュール４０４は、本書で記載されるように、ＲＦｉｎ信号を増幅してＲＦ出力（ＲＦｏｕｔ）信号を提供してもよい。ＲＦｏｕｔ信号は、Ｔｘ／Ｒｘスイッチ４１８に送られた後、無線（ＯＴＡ；over-the-air）伝送のためにアンテナ構造４１４に送られてもよい。いくつかの実施の形態において、Ｔｘ／Ｒｘスイッチ４１８は、デュプレクサを含んでもよい。同様の手法において、トランシーバ４２２は、Ｔｘ／Ｒｘスイッチ４１８を通じてアンテナ構造４１４からの入力用ＯＴＡ信号を受信してもよい。トランシーバ４２２は、入力用信号を処理してさらなる処理のためにメインプロセッサ４２６に送ってもよい。

【0043】

一以上のＲＦスイッチ４１２は、無線通信デバイス４００の構成要素へのＲＦ信号、これら構成要素からのＲＦ信号、および／または、これら構成要素内のＲＦ信号（例えば、ＲＦｉｎ信号および／またはＲＦｏｕｔ信号）を選択的に通過させるために用いられてもよい。

【0044】

様々な実施の形態において、アンテナ構造４１４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ＯＴＡ伝送／受信に適したいかなる他の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。

【0045】

当業者であれば、無線通信デバイス４００が例示として与えられ、単純化および明確化のために、実施の形態の理解に必要な限りにおいて、無線通信デバイス４００の限られた構成および動作のみが図示および記載されていることが理解されよう。様々な実施の形態は、特定の要求にしたがって、無線通信デバイス４００に関連した任意の適切なタスクを実行するいかなる適切な構成要素または構成要素の組み合わせを考慮する。さらに言えば、無線通信デバイス４００は、実施の形態が実施されうるデバイスの種類を限定するものとして解釈されるべきではないことが理解されよう。

【0046】

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】

2015213296000001.pdf