[发明专利]半导体开关、半导体开关MMIC、切换开关RF模块、抗功率开关RF模块及收发模块

说明书

技术领域

本发明涉及主要在微波段(300MHz～30GHz)或毫米波段 (30GHz～300GHz)中动作的RF信号切换开关、或抗功率开关(power resistance switch)等的半导体开关、以及使用该半导体开关的MMIC 及模块。

背景技术

一般，在以微波段或毫米波段动作的RF模块等中，高频半导体 开关用作发送及接收的切换等所希望RF信号的切换开关。此外，在 接收到高输入功率的信号的场合，高频半导体开关用作接收系统的器 件，例如保护低噪声放大器等的接收系统的抗功率开关。

以下，参照附图，对传统的半导体开关进行说明。

图19是表示传统半导体开关50的电路图。

在图19中，半导体开关50具备第一输入/输出端子P1、第二输 入/输出端子P2、和第三输入/输出端子P3。在第一输入/输出端子P1 与第二输入/输出端子P2之间，连接有第一FET(场效应晶体管)51。 此外，在第一FET51的漏电极和源电极之间，并联连接了电感器52。

在第一输入/输出端子P1和第三输入/输出端子P3之间，连接有 相对于所希望的RF信号具有1/4波长的长度的传输线路53。此外， 在传输线路53和第三输入/输出端子P3之间，连接了第二FET54的 漏电极及源电极中的一个电极，漏电极及源电极中的另一电极接地。 此外，第一FET51及第二FET54的栅电极分别经由栅极偏置电阻55、 56连接至控制电压施加端子V1(例如，参照专利文献1)。

图20是表示作为图19的半导体开关50的切换开关而加以使用 时的RF模块的电路图。

在图20中，半导体开关50的第一输入/输出端子P1与天线连接 端子P4连接。此外，第二输入/输出端子P2经由接收系统电路57(低 噪声放大器等)连接至接收信号输出端子P5。此外第三输入/输出端 子P3经由发送系统电路58(放大器等)连接至发送信号输入端子P6。

在该RF模块中，在发送时，通过切换半导体开关50来连接第一 输入/输出端子P1和第三输入/输出端子P3，从发送信号输入端子P6 输入的发送信号在发送系统电路58中放大后输出至天线连接端子P4。 另一方面，在接收时，通过切换半导体开关50来连接第一输入/输出 端子P1和第二输入/输出端子P2，来自天线连接端子P4的输入信号 在接收系统电路57中放大后输出到接收信号输出端子P5。

图21是表示将图19的半导体开关50用作抗功率开关时的RF模 块的电路图。

在图21中，半导体开关50的第一输入/输出端子P1经由循环器 59连接至天线连接端子P4。此外，循环器59经由发送系统电路58 连接至发送信号输入端子P6。此外，第二输入/输出端子P2经由接收 系统电路57连接至接收信号输出端子P5。此外，第三输入/输出端子 P3经由电阻60接地。

在该RF模块中，在发送时，从发送信号输入端子P6输入的发送 信号在发送系统电路58中放大，经由循环器59输出至天线连接端子 P4。另一方面，在接收时，通过切换半导体开关50来连接第一输入/ 输出端子P1和第二输入/输出端子P2，来自天线连接端子P4的输入 信号在接收系统电路57中放大后输出至接收信号输出端子P5。

在此，在天线连接端子P4所接收的输入信号为高输入功率的情 况下，切换半导体开关50，连接第一输入/输出端子P1与第三输入/ 输出端子P3，使输入信号通过虚设的电阻60，从而保护接收系统电 路57。

专利文献1：日本特开2002-164703号公报

发明内容

但是，在传统技术中存在如下的问题。

传统的半导体开关在被用作RF模块的抗功率开关时，需要检测 出接收时的输入信号的功率电平(power level)，并响应功率电平而 切换半导体开关。因此，需要在接收系统的输入一侧设置用于检测功 率电平的检测电路，存在接收系统的损耗增加而降低性能的问题。

此外，与上述检测电路一起，还需要控制半导体开关的开关的控 制电路，还存在电路结构变大的问题。

此外，作为其它方法，还可以考虑在接收系统的输入一侧设置使 过输入功率降低至一定的电平的限幅器(limiter)等，但是在这种情 况下也存在接收系统的损耗增加而性能降低的问题。