特許 5944813 スイッチングデバイスおよびモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5944813

(24)【登録日】2016年6月3日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】スイッチングデバイスおよびモジュール

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/693 20060101AFI20160621BHJP

   H03H 9/42 20060101ALI20160621BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20160621BHJP

   H03H 9/40 20060101ALI20160621BHJP

   H03H 9/72 20060101ALI20160621BHJP

   H03H 7/46 20060101ALI20160621BHJP

   H03H 7/30 20060101ALI20160621BHJP

   H04B 1/40 20150101ALI20160621BHJP

【ＦＩ】

   H03K17/693 A

   H03H9/42

   H03H9/17 F

   H03H9/40

   H03H9/72

   H03H7/46 A

   H03H7/30 Z

   H04B1/40

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-246539(P2012-246539)

(22)【出願日】2012年11月8日

(65)【公開番号】特開2014-96671(P2014-96671A)

(43)【公開日】2014年5月22日

【審査請求日】2015年8月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】岩城 匡郁

【審査官】 白井 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１０９０８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／２７２８２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０１−０２３６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０８２１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１８３３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１２５４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１４５７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３５１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７８４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１５８５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０６５００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００４−５００７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０３７３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２０４５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１０７２６７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６５５９７３６（ＵＳ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｋ １７／６９３

Ｈ０３Ｈ ７／３０

Ｈ０３Ｈ ７／４６

Ｈ０３Ｈ ９／１７

Ｈ０３Ｈ ９／４０

Ｈ０３Ｈ ９／４２

Ｈ０３Ｈ ９／７２

Ｈ０４Ｂ １／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の入力出力端子のうち一つを選択し共通端子に接続するスイッチと、
前記複数の入力出力端子のうち２つの端子の間に前記スイッチと並列に接続され弾性波を用い信号を遅延させる遅延線と、
を具備することを特徴とするスイッチングデバイス。

【請求項2】

前記遅延線は、前記２つの端子のうち一方の端子に入力した電気信号を圧電層を伝搬する前記弾性波に変換し、前記圧電層を伝搬する前記弾性波を電気信号に変換し、前記２つの端子のうち他方の端子に出力することを特徴とする請求項１記載のスイッチングデバイス。

【請求項3】

前記弾性波は、圧電層上に形成された櫛歯電極により励振された弾性波であることを特徴とする請求項１記載のスイッチングデバイス。

【請求項4】

前記遅延線は、前記２つの端子のうち一方の端子に入力した電気信号を圧電層を伝搬する前記弾性波に変換する第１ＩＤＴと、前記圧電層を伝搬する前記弾性波を電気信号に変換し、前記２つの端子のうち他方の端子に出力する第２ＩＤＴとを備えることを特徴とする請求項１記載のスイッチングデバイス。

【請求項5】

前記弾性波は、圧電層を用いた厚み振動子により励振された弾性波であることを特徴とする請求項１記載のスイッチングデバイス。

【請求項6】

前記遅延線は、前記２つの端子のうち一方の端子に入力した電気信号を圧電層を伝搬する前記弾性波に変換する第１圧電薄膜共振子と、前記圧電層を伝搬する前記弾性波を電気信号に変換し、前記２つの端子のうち他方の端子に出力する第２圧電薄膜共振子とを備えることを特徴とする請求項１記載のスイッチングデバイス。

【請求項7】

前記２つの端子の間に前記遅延線に直列に接続された共振子を具備することを特徴とする請求項１から６に記載スイッチングデバイス。

【請求項8】

前記スイッチは、半導体スイッチであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載のスイッチングデバイス。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項記載のスイッチングデバイスを含むモジュール。

【請求項10】

前記２つの端子それぞれに接続するフィルタを含むことを特徴とする請求項９記載のモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スイッチングデバイスおよびモジュールに関し、例えば複数の入出力端子のうち一つを選択し共通端子に接続するスイッチを備えるスイッチングデバイスおよびモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話に代表される無線機器の急速な普及により、スイッチングデバイスが用いられる。例えば、高周波通信用の移動端末には、複数の高周波信号を選別するため高周波スイッチを用いる。スイッチには、機械式または半導体トランジスタを用いたもの等がある。

【0003】

特許文献１および２には、スイッチの入出力端子間のアイソレーション特性を改善させるため、入出力端子間にインダクタを設けることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１０９０８４号公報

【特許文献2】米国特許第７８４８７１２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１および２の技術によれば、入出力端子間の寄生容量をインダクタのリアクタンス成分で相殺することができ、アイソレーション特性を改善できる。しかしながら、入出力端子間の寄生容量値は小さいため、インダクタのインダクタンスを大きくすることになる。このため、小型化が難しくなる。

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アイソレーション特性の改善および小型化が可能なスイッチングデバイスおよびモジュール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】

【0007】

本発明は、複数の入力出力端子のうち一つを選択し共通端子に接続するスイッチと、前記複数の入力出力端子のうち２つの端子の間に前記スイッチと並列に接続され弾性波を用い信号を遅延させる遅延線と、を具備することを特徴とするスイッチングデバイスである。本発明によれば、アイソレーション特性の改善および小型化が可能なスイッチングデバイスを提供することができる。

【0008】

上記構成において、前記遅延線は、前記２つの端子のうち一方の端子に入力した電気信号を圧電層を伝搬する前記弾性波に変換し、前記圧電層を伝搬する前記弾性波を電気信号に変換し、前記２つの端子のうち他方の端子に出力する構成とすることができる。

【0009】

上記構成において、前記弾性波は、圧電層上に形成された櫛歯電極により励振された弾性波である構成とすることができる。

【0010】

上記構成において、前記遅延線は、前記２つの端子のうち一方の端子に入力した電気信号を圧電層を伝搬する前記弾性波に変換する第１ＩＤＴと、前記圧電層を伝搬する前記弾性波を電気信号に変換し、前記２つの端子のうち他方の端子に出力する第２ＩＤＴとを備える構成とすることができる。

【0011】

上記構成において、前記弾性波は、圧電層を用いた厚み振動子により励振された弾性波である構成とすることができる。

【0012】

上記構成において、前記遅延線は、前記２つの端子のうち一方の端子に入力した電気信号を圧電層を伝搬する前記弾性波に変換する第１圧電薄膜共振子と、前記圧電層を伝搬する前記弾性波を電気信号に変換し、前記２つの端子のうち他方の端子に出力する第２圧電薄膜共振子とを備える構成とすることができる。

【0013】

上記構成において、前記２つの端子の間に前記遅延線に直列に接続された共振子を具備する構成とすることができる。

【0014】

上記構成において、前記スイッチは、半導体スイッチである構成とすることができる。

【0015】

本発明は、上記スイッチングデバイスを含むモジュールである。

【0016】

上記構成において、前記２つの端子それぞれに接続するフィルタを含む構成とすることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、アイソレーション特性の改善および小型化が可能なスイッチングデバイスおよびモジュールを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１（ａ）は、スイッチングデバイスに用いられるスイッチの回路図であり、図１（ｂ）は、スイッチのアイソレーションについて説明する図である。

【図2】図２は、実施例１に係るスイッチングデバイスのブロック図である。

【図3】図３（ａ）は、実施例２に係るスイッチングデバイスの平面図、図３（ｂ）は遅延線の平面図、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

【図4】図４（ａ）から図４（ｃ）は、それぞれスイッチの入出力端子間のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。

【図5】図５（ａ）から図５（ｃ）は、それぞれ実施例２の遅延線およびスイッチのアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。

【図6】図６は、実施例２に係るスイッチングデバイスのアイソレーション特性を示す図である。

【図7】図７（ａ）は、実施例３に係るスイッチングデバイスの平面図、図７（ｂ）は、実施例３に係るスイッチングデバイスのアイソレーション特性を示す図である。

【図8】図８（ａ）から図８（ｃ）は、それぞれ遅延線を介さないスイッチの入出力端子間のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。

【図9】図９は、実施例４に係るスイッチングデバイスの平面図である。

【図10】図１０（ａ）から図１０（ｃ）は、それぞれ遅延線および共振子のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。

【図11】図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、それぞれ実施例４の遅延線と共振子およびスイッチと伝送線路のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。

【図12】図１２は、実施例４に係るスイッチングデバイスのアイソレーション特性を示す図である。

【図13】図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施例２から４に用いられる遅延線の例を示す平面図である。

【図14】図１４（ａ）は、実施例２から４に用いられる遅延線の別の例を示す平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図15】図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、実施例５に係るモジュールのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照し実施例について説明する。

【実施例1】

【0020】

スイッチングデバイスに用いられるスイッチの例として半導体スイッチについて説明する。図１（ａ）は、スイッチングデバイスに用いられるスイッチの回路図である。図１に示すように、スイッチ１０は、複数のトランジスタ１２から１８を有している。トランジスタ１２のソースおよびドレインは、それぞれ入出力端子Ｔ１および共通端子Ｔ３に接続されている。トランジスタ１４のソースおよびドレインは、それぞれ入出力端子Ｔ２および共通端子Ｔ３に接続されている。トランジスタ１６のソースおよびドレインは、それぞれ入出力端子Ｔ１およびグランドに接続されている。トランジスタ１８のソースおよびドレインは、それぞれ入出力端子Ｔ２およびグランドに接続されている。各トランジスタ１２から１８のゲートは制御端子Ｔ４に接続されている。

【0021】

図１（ｂ）は、スイッチのアイソレーションについて説明する図である。図１（ｂ）を参照し、制御端子Ｔ４に供給される制御信号により、トランジスタ１２および１８がオンし、トランジスタ１４および１６がオフする。トランジスタ１２および１８は、等価的に抵抗Ｒ１２およびＲ１８と表され、トランジスタ１４および１６は、等価的にキャパシタＣ１４およびＣ１６と表される。入出力端子Ｔ１と共通端子Ｔ３とが接続され、入出力端子Ｔ２と共通端子Ｔ３との間は遮断される。このように、スイッチ１０は、複数の入出力端子Ｔ１およびＴ２のうち一つを選択し共通端子Ｔ３に接続する。これにより、入出力端子Ｔ１から入力した高周波信号６４が共通端子Ｔ３に出力する。高周波信号の一部の信号６０は、キャパシタＣ１４およびＣ１６を介し入出力端子Ｔ１からＴ２に漏洩してしまう。これにより、入出力端子Ｔ１とＴ２との間のアイソレーションが悪化する。

【0022】

図２は、実施例１に係るスイッチングデバイスのブロック図である。スイッチングデバイス１００は、スイッチ１０と遅延線２０とを備えている。スイッチ１０は、半導体スイッチまたは機械式スイッチである。半導体スイッチ用の能動素子としては、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のＦＥＴまたはバイポーラトランジスタを用いることができる。遅延線２０は、入出力端子Ｔ１とＴ２との間にスイッチ１０と並列に接続されている。遅延線２０は、複数の入出力端子のうち２つの端子間に接続されていればよい。

【0023】

信号６０は、入出力端子Ｔ１からＴ２に、スイッチ１０を介し漏洩する信号である。信号６２は、入出力端子Ｔ１からＴ２に、遅延線２０を介し流れる信号である。遅延線２０は、弾性波を用い信号６２を遅延させる。これにより、遅延線２０を調整することにより、信号６０と６２の振幅をほぼ同じとし、位相を反転できる。よって、信号６０と６２が相殺し、入出力端子Ｔ１からＴ２のアイソレーション特性が改善する。また、弾性波を用いた遅延線２０を用いるため、特許文献１および２に比べ小型化が可能となる。

【実施例2】

【0024】

実施例２は、遅延線の弾性波として圧電層上の櫛歯電極により励振される弾性波を用いる例である。図３（ａ）は、実施例２に係るスイッチングデバイスの平面図、図３（ｂ）は遅延線の平面図、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）を参照し、スイッチングデバイス１０２は、スイッチ１０と遅延線２０を有している。スイッチ１０の構成は、図１（ａ）と同じであり、説明を省略する。遅延線２０は、入出力端子Ｔ１とＴ２との間にスイッチ１０に並列に接続されている。

【0025】

図３（ｂ）および図３（ｃ）を参照し、遅延線２０は、圧電基板２２（圧電層）上に形成された複数のＩＤＴ（Interdigital Transducer）２４および２６を有している。ＩＤＴ２４（第１ＩＤＴ）は、それぞれ一対の櫛歯電極２４ａおよび２４ｂを有する。櫛歯電極２４ａは接地され、櫛歯電極２４ｂは入力端子Ｔｉｎに接続されている。ＩＤＴ２６（第２ＩＤＴ）は、それぞれ一対の櫛歯電極２６ａおよび２６ｂを有する。櫛歯電極２６ａは接地され、櫛歯電極２６ｂは出力端子Ｔｏｕｔに接続されている。入力端子Ｔｉｎは、入出力端子Ｔ１に電気的に接続されている。出力端子Ｔｏｕｔは、入出力端子Ｔ２に電気的に接続されている。ＩＤＴ２４は、入力端子Ｔｉｎに入力した電気信号を圧電基板２２の弾性表面波２５に変換する。ＩＤＴ２６は、圧電基板２２の弾性表面波２５を電気信号に変換し、出力端子Ｔｏｕｔに出力する。その他の構成は、実施例１と同じであり説明を省略する。

【0026】

図４（ａ）から図４（ｃ）は、それぞれスイッチの入出力端子間のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。スイッチ１０は、ＣＭＯＳＦＥＴ（Complimentary ＭＯＳＦＥＴ）を用いたスイッチである。アイソレーションは、入出力端子Ｔ１とＴ２との間のアイソレーション（Ｓ２１）、｜Ｙ２１｜は入出力端子Ｔ１とＴ２との間のＹ２１の振幅、および∠Ｙ２１は入出力端子Ｔ１とＴ２との間のＹ２１の位相である。アイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１は、周波数が１．５ＧＨｚから２．５ＧＨｚについてシミュレーションした。帯域６６は、アイソレーション特性を改善する帯域であり、例えばスイッチングデバイスが用いられる移動端末の送信帯域または受信帯域である。

【0027】

図４（ａ）のように、帯域６６におけるアイソレーションは、−４５ｄＢ程度である。図４（ｂ）のように、帯域６６における｜Ｙ２１｜は−６０ｄＢ程度である。図４（ｃ）のように、帯域６６における∠Ｙ２１は−９０°程度である。このように、入出力端子Ｔ１およびＴ２間に容量性のリアクタンス成分（すなわち寄生容量）が存在する。

【0028】

図５（ａ）から図５（ｃ）は、それぞれ実施例２の遅延線およびスイッチのアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。実線は遅延線２０を示し、点線はスイッチ１０（図４（ａ）から図４（ｃ）と同じ）を示す。アイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１は、以下の条件でシミュレーションした。
圧電基板２２：４４°Ｙカットのタンタル酸リチウムの単結晶基板
ＩＤＴ２４：対数 ２．５対、ピッチ １．９８μｍ、開口長 ６５λ
ＩＤＴ２６：対数 ３対、ピッチ ２．００μｍ、開口長 ６５λ
ＩＤＴ２４と２６の間隔：２．１５μｍ
λは弾性波の波長である。

【0029】

図５（ａ）に示すように、遅延線２０のアイソレーションは、スイッチ１０より悪い。図５（ｂ）に示すように、帯域６６における遅延線２０の｜Ｙ２１｜はスイッチ１０と同程度となる。図５（ｃ）に示すように、帯域６６における遅延線２０の∠Ｙ２１は約９０°でありスイッチ１０と逆位相である。このように、ＩＤＴ２４および２６を最適化することにより、スイッチ１０を介した信号６０と遅延線２０を介した信号６２とが、ほぼ同じ振幅かつほぼ逆位相となるように設定できる。

【0030】

図６は、実施例２に係るスイッチングデバイスのアイソレーション特性を示す図である。実線は、スイッチングデバイス１０２の入出力端子Ｔ１からＴ２へのアイソレーションのシミュレーション結果である。点線は、スイッチ１０単独の入出力端子Ｔ１からＴ２へのアイソレーションのシミュレーション結果である。図６に示すように、帯域６６において、スイッチングデバイス１０２のアイソレーション特性は、ハッチング領域のようにスイッチ１０単独に比べ改善できる。

【0031】

実施例２によれば、ＩＤＴ２４が入出力端子Ｔ１に入力した電気信号を圧電基板２２を伝搬する弾性波２５に変換する。ＩＤＴ２６が圧電基板２２を伝搬する弾性波２５を電気信号に変換する。このように、圧電基板２２上に形成された櫛歯電極により励振された弾性波を用い遅延線２０を形成する。これにより、ＩＤＴ２４および２６を適切に設計することにより、スイッチングデバイス１０２のアイソレーション特性を改善できる。さらに、特許文献１および２のようにインダクタを用いるのにくらべ、スイッチングデバイス１０２を小型化できる。

【0032】

このように、ＩＤＴ２４および２６は、圧電基板上に形成されていてもよい。あるいは、ＩＤＴ２４および２６は、基板上の圧電層上に形成されていてもよい。

【実施例3】

【0033】

図７（ａ）は、実施例３に係るスイッチングデバイスの平面図、図７（ｂ）は、実施例３に係るスイッチングデバイスのアイソレーション特性を示す図である。図７（ａ）に示すように、スイッチングデバイス１０３は、スイッチ１０、遅延線２０および複数の伝送線路３０を備えている。２つの伝送線路３０は、入出力端子Ｔ１とスイッチ１０との間、および、入出力端子Ｔ２とスイッチ１０との間、にそれぞれ接続されている。伝送線路３０は、例えば誘電体基板３２に形成されたストリップ線路である。その他の構成は実施例２の図３（ａ）と同じであり説明を省略する。

【0034】

伝送線路３０を特性インピーダンスが５０Ωであり、長さを１ｍｍとし、アイソレーション特性をシミュレーションした。図７（ｂ）を参照し、実線は、図７（ａ）のスイッチングデバイス１０３の入出力端子Ｔ１からＴ２へのアイソレーションのシミュレーション結果である。点線は、スイッチ１０単独の入出力端子Ｔ１からＴ２へのアイソレーションのシミュレーション結果である。実施例３のように、スイッチ１０と遅延線２０との間に伝送線路３０が接続された場合においても遅延線２０によりアイソレーション特性を改善できる。しかしながら、帯域６６におけるスイッチングデバイス１０３のアイソレーションは、実施例２の図６に比べ劣化している。

【0035】

実際のスイッチングデバイスにおいては、スイッチ１０と遅延線２０とを電気的に接続するため伝送線路が存在する。伝送線路が長い場合、図７（ｂ）のように、アイソレーション特性の改善効果が小さい。この原因を調査するため、図７（ａ）において、入出力端子Ｔ１からＴ２に遅延線２０を介さず、スイッチ１０および伝送線路３０を介した信号のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１をシミュレーションした。

【0036】

図８（ａ）から図８（ｃ）は、それぞれ遅延線を介さないスイッチの入出力端子間のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。図８（ａ）および図８（ｂ）を参照し、アイソレーションおよび｜Ｙ２１｜は、図４（ａ）および図４（ｂ）とほとんど変わらない。図８（ｃ）を参照し、∠Ｙ２１は、−９０°よりさらに負側となっている。このように、伝送線路３０により、位相が−９０°よりさらに回転してしまう。このため、図７（ｂ）のように、ＩＤＴ２４および２６を用いてもアイソレーション特性が実施例２ほどは改善できないと考えられる。

【実施例4】

【0037】

図９は、実施例４の変形例に係るスイッチングデバイスの平面図である。図９に示すように、入出力端子Ｔ１と遅延線２０のＩＤＴ２４との間に一端子対共振子２８が接続されている。

【0038】

図１０（ａ）から図１０（ｃ）は、それぞれ実施例４の遅延線および共振子のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。実線は共振子２８を示し、点線は遅延線２０を示している。アイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１は、以下の条件でシミュレーションした。
圧電基板２２：４４°Ｙカットのタンタル酸リチウムの単結晶基板
ＩＤＴ２４：対数 ８．５対、ピッチ １．９７μｍ、開口長 ７２λ
ＩＤＴ２６：対数 １８．０対、ピッチ １．９７μｍ、開口長 ７２λ
ＩＤＴ２４と２６の間隔：０．４６μｍ
共振子２８：対数 １４対、ピッチ ２．０μｍ、開口長 １７λ
λは弾性波の波長である。

【0039】

図１０（ａ）から図１０（ｃ）は、それぞれ遅延線および共振子のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。図１０（ａ）から図１０（ｃ）を参照し、実線は共振子２８を示し、破線は遅延線２０を示す。遅延線２０の帯域６６における｜Ｙ２１｜はスイッチ１０とほぼ同じである。遅延線２０の帯域６６における∠Ｙ２１はほぼ９０°である。このように、遅延線２０のみでは、∠Ｙ２１を９０°からずらすことは難しい。共振子２８の共振点および反共振点は帯域６６内に位置している。

【0040】

図１１（ａ）から図１１（ｃ）は、それぞれ実施例４の遅延線と共振子およびスイッチと伝送線路のアイソレーション、｜Ｙ２１｜および∠Ｙ２１を示す図である。実線は遅延線２０と共振子２８を示し、点線はスイッチ１０と伝送線路３０を示す。図１１（ｂ）に示すように、遅延線２０と共振子２８とを通過する信号の｜Ｙ２１｜は、スイッチ１０と伝送線路３０とを通過する信号とほぼ同じである。図１１（ｃ）に示すように、遅延線２０と共振子２８とを通過する信号の∠Ｙ２１は、９０°よりやや小さい。これにより、遅延線２０と共振子２８とを通過する信号と、スイッチ１０と伝送線路３０とを通過する信号と、は逆位相となる。

【0041】

図１２は、実施例４に係るスイッチングデバイスのアイソレーション特性を示す図である。実線は、スイッチングデバイス１０４の入出力端子Ｔ１からＴ２へのアイソレーションのシミュレーション結果である。点線は、スイッチ１０単独の入出力端子Ｔ１からＴ２へのアイソレーションのシミュレーション結果である。図１２に示すように、帯域６６において、スイッチングデバイス１０４のアイソレーション特性は、スイッチ１０単独に比べ改善できる。また、実施例３よりもアイソレーション特性を改善できる。

【0042】

実施例４によれば、共振子２８が入出力端子Ｔ１とＴ２との間に遅延線２０に直列に接続されている。遅延線２０に加え共振子２８の設計定数を最適化できるため、伝送線路３０が存在する場合にも、アイソレーション特性を最適化できる。実施例４は、ＩＤＴ２４と入出力端子Ｔ１との間に共振子２８を接続する例を説明したが、ＩＤＴ２６と入出力端子Ｔ２との間に共振子を接続してもよい。また、ＩＤＴ２４と入出力端子Ｔ１との間と、ＩＤＴ２６と入出力端子Ｔ２との間と、にそれぞれ共振子を接続してもよい。共振子は、一端子対振子以外の共振子でもよい。

【0043】

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、実施例２から４に用いられる遅延線の例を示す平面図である。図１３（ａ）に示すように、ＩＤＴ２４および２６の弾性波の伝搬方向の両側または片側に反射器２７を設けてもよい。図１３（ｂ）に示すように、入力端子Ｔｉｎに複数のＩＤＴ２４ｃおよび２４ｄが接続されていてもよい。また、出力端子Ｔｏｕｔに複数のＩＤＴが接続されていてもよく、入力端子Ｔｉｎと出力端子Ｔｏｕｔの両方に複数のＩＤＴが接続されていてもよい。櫛歯電極により励振される弾性波として弾性表面波を例に説明したが、弾性波として、弾性境界波またはラブ波を用いてもよい。

【0044】

図１４（ａ）は、実施例２から４に用いられる遅延線の別の例を示す平面図、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、基板４０上に空隙４８を介し複数の圧電薄膜共振子４２および４６が圧電層４４を介し積層されている。圧電薄膜共振子４２（第２圧電薄膜共振子）は、下部電極４１、圧電層４４および上部電極４３が積層されている。圧電薄膜共振子４６（第１圧電薄膜共振子）は、下部電極４５、圧電層４４および上部電極４７が積層されている。圧電層４４を挟み下部電極４１または４５と上部電極４３または４７とが重なる領域が共振領域４９である。

【0045】

圧電薄膜共振子４６の上部電極４７が入力端子Ｔｉｎに接続され、下部電極４５が接地される。圧電薄膜共振子４２の下部電極４１が出力端子Ｔｏｕｔに接続され、上部電極４３が接地される。入力端子Ｔｉｎは入出力端子Ｔ１に接続され、出力端子Ｔｏｕｔは入出力端子Ｔ２に接続される。圧電薄膜共振子４６の厚み振動子３９により圧電層４４内に弾性波２５が励振される。このように、圧電薄膜共振子４６は、入力端子Ｔｉｎに入力された電気信号を圧電層４４を伝搬する弾性波２５に変換する。弾性波２５は、圧電薄膜共振子４６から４２に至る。圧電薄膜共振子４２は、弾性波２５を電気信号に変換し、出力端子Ｔｏｕｔに出力する。

【0046】

このように、圧電層４４を用いた厚み振動子により励振された弾性波を遅延線２０および／または共振子２８に用いてもよい。なお、複数の圧電薄膜共振子４２、４６は、基板４０上に弾性波を反射する音響多層膜を介し設けられていてもよい。

【実施例5】

【0047】

実施例５は、実施例１から４のスイッチングデバイスを含むモジュールの例である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）は、実施例５に係るモジュールのブロック図である。図１５（ａ）に示すように、モジュール１０６は、スイッチングデバイス１００、フィルタ５２および５４を有している。フィルタ５２は、入出力端子Ｔ１と端子Ｔ５との間に接続されている。フィルタ５４は、入出力端子Ｔ２と端子Ｔ６との間に接続されている。共通端子Ｔ３はアンテナ５０に接続されている。端子Ｔ５およびＴ６は、両方が送信端子、両方が送信端子、または一方が送信端子であり他方が受信端子である。

【0048】

図１５（ｂ）に示すように、モジュール１０８は、スイッチングデバイス１００、分波器７０および７４を有している。分波器７０は、送信フィルタ７１および受信フィルタ７２を有している。送信フィルタ７１は入出力端子Ｔ１と端子Ｔ７との間に接続されている。受信フィルタ７２は入出力端子Ｔ１と端子Ｔ８との間に接続されている。分波器７４は、送信フィルタ７５および受信フィルタ７６を有している。送信フィルタ７５は入出力端子Ｔ２と端子Ｔ９との間に接続されている。受信フィルタ７６は入出力端子Ｔ２と端子Ｔ１０との間に接続されている。共通端子Ｔ３はアンテナ５０に接続されている。

【0049】

実施例５のように、入出力端子Ｔ１およびＴ２は、フィルタまたは分波器に接続することができる。フィルタまたは分波器には、弾性波フィルタを用いることができる。

【0050】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0051】

１０ スイッチ
１２−１８ トランジスタ
２０ 遅延線
２２ 圧電基板
２４、２６ ＩＤＴ
２４ａ、２４ｂ、２６ａ、２６ｂ 櫛歯電極
２５ 弾性波
２８ 共振子
３０ 伝送線路
４２、４６ 圧電薄膜共振子
４４ 圧電層

【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14】

【図15】