JP6467474B2 - Switch device - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチ装置に関する。 The present invention relates to a switch device.
従来、MOSFET等の半導体スイッチにおいて、レベルシフタを用いてゲート・ソース間電圧を略一定電圧に保ち、オン抵抗の変動を低減させることが知られていた(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1 米国特許第8004340号明細書
Conventionally, in a semiconductor switch such as a MOSFET, it has been known that a gate-source voltage is maintained at a substantially constant voltage by using a level shifter to reduce variation in on-resistance (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 US Pat. No. 8,400,340
しかしながら、MOSFET等の半導体スイッチは接合容量を有し、当該接合容量は入力信号の信号強度に応じて変動するので、信号に歪みが発生することがある。したがって、MOSFETのオン抵抗および接合容量の変動を低減させたスイッチ装置が望まれていた。 However, a semiconductor switch such as a MOSFET has a junction capacitance, and the junction capacitance varies depending on the signal strength of the input signal, so that distortion may occur in the signal. Therefore, a switch device that reduces variations in the on-resistance and junction capacitance of the MOSFET has been desired.
本発明の第1の態様においては、第1端子および第2端子の間に接続され、ゲート端子に与えられるゲート電圧に応じて第1端子および第2端子の間を電気的に接続または切断するメインスイッチと、第1端子側の第1分圧抵抗および第2端子側の第2分圧抵抗を含む分圧器を有し、メインスイッチを接続状態とする場合に、第1端子の電圧および第2端子の電圧に応じた電圧を出力する電圧出力部と、メインスイッチの接続状態において、電圧出力部の出力電圧に追従する電圧を出力するバッファと、バッファの出力電圧に応じた第1電圧をゲート端子に供給し、バッファの出力電圧に応じた第2電圧をメインスイッチのバルク端子に供給するスイッチ制御回路と、を備えるスイッチ装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, the first terminal and the second terminal are connected between the first terminal and the second terminal, and the first terminal and the second terminal are electrically connected or disconnected according to the gate voltage applied to the gate terminal. When the main switch has a voltage divider including a first voltage dividing resistor on the first terminal side and a second voltage dividing resistor on the second terminal side, and the main switch is connected, A voltage output unit that outputs a voltage corresponding to the voltage of the two terminals, a buffer that outputs a voltage that follows the output voltage of the voltage output unit in a connected state of the main switch, and a first voltage that corresponds to the output voltage of the buffer. And a switch control circuit that supplies a second voltage corresponding to an output voltage of a buffer to a bulk terminal of a main switch.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、スイッチ装置100の構成例を示す。スイッチ装置100は、半導体スイッチのゲート・ソース間電圧を略一定となるように制御して、当該半導体スイッチのオン抵抗を略一定の値に保つ。スイッチ装置100は、第1端子12、第2端子14、第3端子16、電源部20、メインスイッチ110、第1サブスイッチ112、第2サブスイッチ114、電流源120、インバータ130、論理レベルシフタ140、第3サブスイッチ150、およびレベルシフタ160を備える。
FIG. 1 shows a configuration example of the
第1端子12および第2端子14は、メインスイッチ110の一端および他端にそれぞれ接続され、メインスイッチ110が接続状態の場合に、電気信号を伝送させる。第1端子12および第2端子14は、例えば、電気信号の送信元および送信先等が接続される。第1端子12および第2端子14の一方は、例えば、電気信号の入力端子として機能し、この場合、他方の端子は出力端子として機能する。
The
第3端子16は、当該スイッチ装置100を制御する制御信号を入力する。即ち、当該スイッチ装置100は、第3端子16に入力する制御信号に応じて、第1端子12および第2端子14の間を電気的に接続または切断させる。電源部20は、予め定められた電圧を出力する。電源部20は、当該スイッチ装置100の電源電圧を供給してよく、この場合、当該スイッチ装置100の各部へ電圧を供給する。
The
メインスイッチ110は、第1端子12および第2端子14の間に接続され、ゲート端子(G)に与えられるゲート電圧に応じて第1端子12および第2端子14の間を電気的に接続または切断する。メインスイッチ110は、nチャネルのMOSFETでよく、これに代えて、pチャネルのMOSFETでもよい。図1は、メインスイッチ110がnチャネルのMOSFETの例を示す。
The
メインスイッチ110は、一例として、ソース端子(S)が第1端子12に接続され、ドレイン端子(D)が第2端子14に接続される。メインスイッチ110のソース端子および/またはバルク端子(B)は、一例として、0V等のグラウンド(GND)電位に接続される。メインスイッチ110は、ゲート・ソース間電圧に応じて、ドレイン端子およびソース端子の間を電気的に接続または切断する。
As an example, the
第1サブスイッチ112は、第1端子12およびメインスイッチ110のバルク端子の間に接続され、ゲート端子に与えられるゲート電圧に応じて第1端子12およびメインスイッチ110のバルク端子の間を電気的に接続または切断する。第2サブスイッチ114は、メインスイッチ110のバルク端子および第2端子14の間に接続され、ゲート端子に与えられるゲート電圧に応じてメインスイッチ110のバルク端子および第2端子14の間を電気的に接続または切断する。
The
第1サブスイッチ112および第2サブスイッチ114は、nチャネルのMOSFETでよく、これに代えて、pチャネルのMOSFETでもよい。メインスイッチ110、第1サブスイッチ112、および第2サブスイッチ114のゲート端子は、同一極性のMOSFETであることが望ましい。図1は、第1サブスイッチ112および第2サブスイッチ114がnチャネルのMOSFETの例を示す。一例として、第1サブスイッチ112のドレイン端子が第1端子12に接続され、ソース端子がメインスイッチ110のバルク端子に接続される。また、第2サブスイッチ114のソース端子がメインスイッチ110のバルク端子に接続され、ドレイン端子が第2端子14に接続される。
The
メインスイッチ110、第1サブスイッチ112、および第2サブスイッチ114のゲート端子は互いに接続され、略同一のゲート電圧が供給される。即ち、メインスイッチ110、第1サブスイッチ112、および第2サブスイッチ114は、制御信号に応じて、接続状態および切断状態のいずれかに切り換わる。したがって、第1端子12および第2端子14の間は、接続状態になると、メインスイッチ110を介した伝送路と、第1サブスイッチ112および第2サブスイッチ114を介した伝送路とが形成される。
The gate terminals of the
電流源120は、予め定められた一定の電流を流す。インバータ130は、第3端子16から入力する制御信号の論理を反転する。また、論理レベルシフタ140は、インバータ130の出力レベルをシフトさせる。第3サブスイッチ150は、メインスイッチ110のゲート端子およびグラウンド電位の間に接続され、論理レベルシフタ140の出力に応じてメインスイッチ110のゲート端子およびグラウンド電位の間を電気的に接続または切断する。第3サブスイッチ150は、一例として、nチャネルのMOSFETである。
The
レベルシフタ160は、メインスイッチ110のゲート端子およびバルク端子の間に設けられ、電流の入力に応じて、メインスイッチ110のゲート端子およびバルク端子の間に予め定められた電位差を発生させる。ここで、予め定められた電位差は、メインスイッチ110を接続状態にするゲート・ソース間電圧以上の電位差である。即ち、レベルシフタ160が予め定められた電位差を発生させることに応じて、メインスイッチ110、第1サブスイッチ112、および第2サブスイッチ114は、接続状態に切り換わる。
The level shifter 160 is provided between the gate terminal and the bulk terminal of the
レベルシフタ160は、一例として、一端がメインスイッチ110のゲート端子および電流源120に接続され、他端がメインスイッチ110のバルク端子に接続され、電流源120から入力する電流に応じて、一端および他端の間に、予め定められた電位差を発生させる。この場合、レベルシフタ160は、一端側が略0Vとなったことに応じて、電位差の発生を停止してよい。
As an example, the level shifter 160 has one end connected to the gate terminal of the
例えば、インバータ130および論理レベルシフタ140は、メインスイッチ110を接続状態にする制御信号(一例としてハイ電位)に応じて、ロー電位の信号を第3サブスイッチ150のゲート電極に供給する。これにより、第3サブスイッチ150は、メインスイッチ110のゲート端子およびグラウンド電位の間を電気的に切断する。これにより、電流源120は、レベルシフタ160に略一定の電流を流すので、メインスイッチ110、第1サブスイッチ112、および第2サブスイッチ114は、接続状態に切り換えることができる。
For example, the
また、インバータ130および論理レベルシフタ140は、メインスイッチ110を切断状態にする制御信号(一例としてロー電位)に応じて、ハイ電位の信号を第3サブスイッチ150のゲート電極に供給する。これにより、第3サブスイッチ150は、メインスイッチ110のゲート端子およびグラウンド電位の間を電気的に接続して、メインスイッチ110のゲート電圧を略0Vにする。これにより、電流源120は、略一定の電流をグラウンドへと流すので、レベルシフタ160には電流が供給されず、メインスイッチ110のゲート・ソース間電圧は略0Vとなって切断状態となる。同様に、第1サブスイッチ112および第2サブスイッチ114は、切断状態になる。
Further, the
以上のように、スイッチ装置100は、制御信号に応じて、メインスイッチ110を接続状態および切断状態のいずれかに切り換えることができる。また、スイッチ装置100は、メインスイッチ110のゲート・ソース間電圧を略一定の電圧にして接続状態とするので、第1端子12または第2端子14の電圧が変動しても、オン抵抗を略一定の値に保つことができる。
As described above, the
しかしながら、スイッチ装置100は、第1端子12および第2端子14の間にメインスイッチ110、第1サブスイッチ112、および第2サブスイッチ114を有し、第1端子12および第2端子14を電気的に接続する場合、これら複数のスイッチが接続状態となる。このようなメインスイッチ110、第1サブスイッチ112、および第2サブスイッチ114は、PN接合等によって形成したウェル領域上に、半導体基板と電気的に分離して形成されることが知られている。
However, the
この場合、第1端子12および第2端子14の負荷となるように、寄生的な接合容量が形成される。このような接合容量が存在すると、第1端子12および第2端子14の電位の変動に応じて、第1端子12および第2端子14に対する負荷容量が変動することになる。例えば、第1端子12にアナログ信号が入力し、第2端子14に接続した負荷によって当該アナログ信号を受信させた場合、当該アナログ信号の信号強度に応じて負荷容量が変動するので、受信したアナログ信号に歪みが生じて信号波形が劣化することがある。
In this case, a parasitic junction capacitance is formed so as to be a load on the
また、スイッチ装置100は、レベルシフタ160の他端が第1サブスイッチ112および第2サブスイッチ114のソース端子に接続されるので、伝送するアナログ信号に電流が流入することになる。ここで、レベルシフタ160に流れる電流は、電流源120が供給する電流であるが、当該電流源120に電気信号の高調波ノイズ等が重畳した場合、アナログ信号に当該高調波ノイズが混入し、アナログ信号の信号波形を劣化させてしまうこともある。
In the
このような信号波形の劣化は、例えば、送信側の第1端子12側にダンピング抵抗等を設けた場合に顕著となる。なお、このようなアナログ信号に重畳する歪みを低減させる目的で、MOSトランジスタのW/L比率を高くしてオン抵抗を下げることが知られている。ここで、Lはチャネル長であるが、チャネル長には下限があるので、Wであるチャネル幅を増加させることが知られている。
Such deterioration of the signal waveform becomes conspicuous when, for example, a damping resistor is provided on the
しかしながら、高音質なオーディオ信号を取り扱う場合、例えば、−130dB以下といった低歪みの信号伝送が要求されることがあり、トランジスタのW/L比率の調整で低歪み化を実現することは困難であった。また、電流源120から混入する高調波ノイズ等を低減させることは、困難であった。そこで、本実施形態に係るスイッチ装置200は、オン抵抗を低減させ、伝送する信号に重畳する歪みを低減させつつ、制御信号に応じた切り換え動作を確実に実行させる。このようなスイッチ装置200について、次に説明する。
However, when handling a high-quality audio signal, signal transmission with a low distortion of, for example, −130 dB or less may be required, and it is difficult to reduce the distortion by adjusting the W / L ratio of the transistor. It was. Moreover, it has been difficult to reduce harmonic noise and the like mixed from the
図2は、本実施形態に係るスイッチ装置200の構成例を示す。スイッチ装置200は、入力する電気信号の信号電圧に応じてゲート電圧を制御して、伝送する信号に重畳する歪みを低減させる。スイッチ装置200は、第1端子22と、第2端子24と、第3端子26と、メインスイッチ210と、電圧出力部220と、バッファ230と、スイッチ制御回路240と、を備える。
FIG. 2 shows a configuration example of the
第1端子22および第2端子24は、メインスイッチ210の一端および他端にそれぞれ接続され、メインスイッチ210が接続状態の場合に、電気信号を伝送させる。第1端子22および第2端子24は、例えば、電気信号の送信元および送信先等が接続される。第1端子22および第2端子24の一方は、例えば、電気信号の入力端子として機能し、この場合、他方の端子は出力端子として機能する。
The
第3端子26は、当該スイッチ装置200を制御する制御信号を入力する。即ち、当該スイッチ装置200は、第3端子26に入力する制御信号に応じて、第1端子22および第2端子24の間を電気的に接続または切断させる。
The
メインスイッチ210は、第1端子22および第2端子24の間に接続され、ゲート端子(G)に与えられるゲート電圧に応じて第1端子22および第2端子24の間を電気的に接続または切断する。メインスイッチ210は、FET等の半導体スイッチである。メインスイッチ210は、一例として、ドレイン端子(D)が第2端子24に接続され、ソース端子(S)が第1端子22に接続される。メインスイッチ210は、ゲート・ソース間電圧に応じて、ドレイン端子およびソース端子の間を電気的に接続または切断する。また、メインスイッチ210は、バルク端子(バックゲート端子、B)を更に有する。
The
本実施形態において、メインスイッチ210は、ゲート端子がオン電位(ハイ電位)となることに応じて、ドレイン端子およびソース端子の間を電気的に接続する、ノーマリーオフのn形半導体スイッチの例を説明する。この場合、メインスイッチ210は、nチャネル型のMOSFETであることが望ましい。また、メインスイッチ210は、半導体基板等の基板面上のpウェル内に設けられることが望ましい。
In the present embodiment, the
電圧出力部220は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に、第1端子22の電圧および第2端子24の電圧に応じた電圧を出力する。電圧出力部220は、例えば、第1端子22、第2端子24、および第3端子26に接続され、第1端子22の電圧、第2端子24の電圧、および制御信号に応じた電圧を、バッファ230に供給する。
The
バッファ230は、メインスイッチ210の接続状態において、第1端子22の電圧および第2端子24の電圧の少なくとも一方に応じた電圧に追従する電圧を出力する。バッファ230は、電圧出力部220の出力電圧に追従した電圧を、スイッチ制御回路240に供給する。
The
スイッチ制御回路240は、バッファ230の出力電圧に応じた第1電圧をメインスイッチ210のゲート端子に供給する。また、スイッチ制御回路240は、バッファ230の出力電圧に応じた第2電圧をメインスイッチ210のバルク端子に供給する。スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に、メインスイッチ210のバルク端子に供給する第2電圧に0でないオフセット電圧を加えた第1電圧をメインスイッチ210のゲート端子に供給する。また、スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210を切断状態とする場合に、メインスイッチ210のバルク端子に供給する第2電圧と同じ第1電圧をメインスイッチ210のゲート端子に供給する。
The
以上のスイッチ装置200は、メインスイッチ210が伝送する電気信号の信号電圧に応じたゲート電圧を、メインスイッチ210のゲート電極に供給する。スイッチ装置200がメインスイッチ210のゲート電極に供給するゲート電圧について、各部の詳細と共に次に説明する。
The
図3は、本実施形態に係る電圧出力部220の構成例を示す。電圧出力部220は、基準電位発生部30、第1入力端子32、第2入力端子34、第3入力端子36、中間端子38、分圧器222、第1サブスイッチ224、第2サブスイッチ226、および第3サブスイッチ228を有する。
FIG. 3 shows a configuration example of the
基準電位発生部30は、当該スイッチ装置200の基準となる第1基準電位を発生する。基準電位発生部30は、例えば、メインスイッチ210をオフ状態にする電位を第1基準電位として発生する。第1基準電位は、メインスイッチ210のソース端子およびバルク端子の間に形成されるダイオードをオフ状態にする電位でよい。基準電位発生部30は、メインスイッチ210が伝送させる電気信号の電圧範囲の下限値以下の電位を第1基準電位として発生する。基準電位発生部30は、一例として、0Vを基準として振幅電圧が3Vの正弦波信号(3・sinωt)を第1端子22および第2端子24の間を伝送する場合、−3V以下の電位を第1基準電位として発生する。ここで、第1基準電位をVOFFとする。
The reference
第1入力端子32は、第1端子22と接続され、メインスイッチ210のソース端子に入力する信号、または、ソース端子から出力する信号を入力する。第2入力端子34は、第2端子24と接続され、メインスイッチ210のドレイン端子に入力する信号、または、ドレイン端子から出力する信号を入力する。第3入力端子36は、第3端子26と接続され、制御信号を入力する。中間端子38は、当該電圧出力部220の出力をバッファ230へと出力する。
The
分圧器222は、第1入力端子32および第2入力端子34の間に設けられる。分圧器222は、メインスイッチ210を接続状態とする場合、メインスイッチ210のソース端子の電圧およびドレイン端子の電圧を分圧する。分圧器222は、第1端子22側の第1分圧抵抗252および第2端子24側の第2分圧抵抗254を含む。
The
第1分圧抵抗252は、第1端子22側に接続された分圧抵抗である。第1分圧抵抗252は、一端が第1入力端子32側に接続され、他端が第2分圧抵抗254に接続される。ここで、第1分圧抵抗252の抵抗値をR1とする。第2分圧抵抗254は、第2端子24側に接続された分圧抵抗である。第2分圧抵抗254は、一端が第1分圧抵抗252の他端に接続され、他端が第2入力端子34側に接続される。ここで、第2分圧抵抗254の抵抗値をR2とする。
The first
第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254は、略同一の抵抗値を有することが望ましい。この場合、分圧器222は、第1端子22および第2端子24の間の電圧を略1対1に分圧する。なお、中間端子38は、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間に接続され、分圧器222が分圧した結果をバッファ230へと出力する。
It is desirable that the first
第1サブスイッチ224は、第1端子22および第1分圧抵抗252の間に設けられ、メインスイッチ210を接続状態とする場合に接続状態となり、メインスイッチ210を切断状態とする場合に切断状態となる。即ち、第1サブスイッチ224は、第1分圧抵抗252の一端および第1入力端子32を、第3入力端子36から入力する制御信号に応じて、電気的に接続するか否かを切り換える。
The
第2サブスイッチ226は、第2端子24および第2分圧抵抗254の間に設けられ、メインスイッチ210を接続状態とする場合に接続状態となり、メインスイッチ210を切断状態とする場合に切断状態となる。即ち、第2サブスイッチ226は、第2分圧抵抗254の他端および第2入力端子34を、第3入力端子36から入力する制御信号に応じて、電気的に接続するか否かを切り換える。
The
これに代えて、第1サブスイッチ224は、中間端子38および第1分圧抵抗252の間に設けられてよい。即ち、第1サブスイッチ224は、第3入力端子36から入力する制御信号に応じて、第1入力端子32から入力する電気信号を中間端子38に伝達するか否かを切り換える。同様に、第2サブスイッチ226は、中間端子38および第2分圧抵抗254の間に設けられてもよい。即ち、第2サブスイッチ226は、第3入力端子36から入力する制御信号に応じて、第2入力端子34から入力する電気信号を中間端子38に伝達するか否かを切り換える。
Alternatively, the
第3サブスイッチ228は、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間と、基準電位発生部30との間に接続され、メインスイッチ210を切断状態とする場合に接続状態となり、メインスイッチ210を接続状態とする場合に切断状態となる。即ち、第3サブスイッチ228は、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間と、基準電位発生部30とを、制御信号に応じて電気的に接続するか否かを切り換える。
The
例えば、第3サブスイッチ228は、メインスイッチ210を切断状態とする場合に、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間の中間端子38に第1基準電位VOFFを供給する。また、第3サブスイッチ228は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間と、基準電位発生部30との間を電気的に切断する。これにより、分圧器222が分圧した電圧は、中間端子38から出力される。この場合、中間端子38から出力される電圧をVMとすると、電圧VMは次式のように示すことができる。
(数1)
VM=V1・R2/(R1+R2)+V2・R1/(R1+R2)
=(V1+V2)/2 (接続状態)
VM=VOFF (切断状態)
For example, the
(Equation 1)
V M = V 1 · R 2 / (R 1 + R 2 ) + V 2 · R 1 / (R 1 + R 2 )
= (V 1 + V 2 ) / 2 (connection state)
V M = V OFF (disconnected state)
ここで、第1端子22の電圧をV1、第2端子24の電圧をV2とした。また、R1=R2とした。なお、第1サブスイッチ224、第2サブスイッチ226、および第3サブスイッチ228は、半導体スイッチであることが望ましい。
Here, the voltage of the
以上のように、電圧出力部220は、メインスイッチ210を接続状態とする制御信号に応じて、分圧器222が分圧した電圧を中間端子38からバッファ230に供給する。また、電圧出力部220は、メインスイッチ210を切断状態とする制御信号に応じて、基準電位発生部30の第1基準電位VOFFを中間端子38からバッファ230に供給する。バッファ230について、次に説明する。
As described above, the
図4は、本実施形態に係るバッファ230の構成例を示す。バッファ230は、電圧出力部220の中間端子38からの電圧VMに追従した電圧をスイッチ制御回路240へと出力する。バッファ230は、第4入力端子232と、第1出力端子234と、増幅部236と、を有する。
FIG. 4 shows a configuration example of the
第4入力端子232は、電圧出力部220の中間端子38に接続され、電圧出力部220の分圧器222の出力電圧を受け取る。第1出力端子234は、当該バッファ230の出力をスイッチ制御回路240へと出力する。
The
増幅部236は、入力する電気信号を増幅する。増幅部236は、略1倍の増幅率を有するバッファ増幅器でよい。これにより、当該バッファ230は、中間端子38から出力される電圧VMに追従した電圧を、スイッチ制御回路240に供給する。例えば、バッファ230は、メインスイッチ210を接続状態にさせる制御信号に応じて、分圧器222が分圧した電圧を供給する。また、バッファ230は、メインスイッチ210を切断状態にさせる制御信号に応じて、第1基準電位VOFFを供給する。バッファ230は、入力信号の電圧を略1倍にして出力するボルテージフォロア回路でよい。また、バッファ230は、反転増幅回路を2段接続した回路でもよい。スイッチ制御回路240について、次に説明する。
The amplifying
図5は、本実施形態に係るスイッチ制御回路240の構成例を示す。スイッチ制御回路240は、第5入力端子42と、第6入力端子44と、第2出力端子46と、第3出力端子48と、電源部52と、定電流回路242と、抵抗244と、第4サブスイッチ246と、を有する。
FIG. 5 shows a configuration example of the
第5入力端子42は、バッファ230の第1出力端子234に接続され、バッファ230の出力を受け取る。第6入力端子44は、第3端子26と接続され、制御信号を入力する。第2出力端子46は、当該スイッチ制御回路240の第1の出力をメインスイッチ210のバルク端子へと出力する。スイッチ制御回路240は、例えば、第5入力端子42および第2出力端子46が接続され、バッファ230の出力電圧と略同一の電圧を、メインスイッチ210のバルク端子に第1の出力として供給する。
The
第3出力端子48は、当該スイッチ制御回路240の第2の出力をメインスイッチ210のゲート端子へと出力する。電源部52は、予め定められた電圧を出力する。電源部52は、当該スイッチ装置200の電源電圧を供給してよく、この場合、バッファ230等の各部へ電圧を供給する。なお、本実施形態において、スイッチ制御回路240がメインスイッチ210のゲート端子に供給する電圧を第1電圧とし、メインスイッチ210のバルク端子に供給する電圧を第2電圧とする。
The
定電流回路242は、予め定められた電流を流す。定電流回路242は、一端が電源部52に接続され、他端から略一定の電流を出力する。定電流回路242は、トランジスタ等で構成されることが望ましい。
The constant
抵抗244は、定電流回路242からの電流が流れることにより、オフセット電圧を発生させる。抵抗244は、一端が第5入力端子42および第2出力端子46に接続され、他端が第3出力端子48に接続される。抵抗244は、定電流回路242が流す電流の電流値に応じて、予め定められたオフセット電圧が一端および他端の間で発生するように、予め定められた抵抗値を有する。ここで、オフセット電圧の値をVaとする。
The
なお、オフセット電圧Vaは、一例として、メインスイッチ210を接続状態に切り換えるゲート・ソース間の電圧(一例として、閾値電圧VT)以上の電圧に設定される。これにより、抵抗244に定電流回路242からの電流が流れると、抵抗244は、メインスイッチ210のゲート端子およびバルク端子の間にオフセット電圧Vaを供給する。なお、スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210がn型半導体スイッチの場合、正電圧のオフセット電圧Vaを供給する。
The offset voltage V a is, for example, (as an example, the threshold voltage V T) voltage between the gate and source for switching the
第4サブスイッチ246は、定電流回路242および抵抗244の間に接続され、第6入力端子44から入力する制御信号に応じて、定電流回路242からの略一定の電流を抵抗244に流すか否かを切り換える。即ち、第4サブスイッチ246は、定電流回路242の他端および抵抗244の他端を、電気的に接続するか否かを切り換える。第4サブスイッチ246は、半導体スイッチであることが望ましい。
The
第4サブスイッチ246は、例えば、メインスイッチ210を切断状態とする場合に定電流回路242および抵抗244の間を電気的に切断する。即ち、第4サブスイッチ246は、メインスイッチ210を切断状態にさせる制御信号に応じて、切断状態となるスイッチである。これにより、抵抗244は、オフセット電圧Vaを生じさせず、メインスイッチ210のゲート端子およびバルク端子の間を略0Vとする。
For example, the
また、第4サブスイッチ246は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に定電流回路242および抵抗244の間を電気的に接続する。即ち、第4サブスイッチ246は、メインスイッチ210を接続状態にさせる制御信号に応じて、接続状態となるスイッチである。これにより、抵抗244は、オフセット電圧Vaを生じさせ、メインスイッチ210のゲート端子およびバルク端子の間にオフセット電圧Vaを供給する。
The
以上のように、スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に中間端子38からの電圧にオフセット電圧Vaを加えたゲート電圧(第1電圧)を当該メインスイッチ210のゲート端子に供給する。また、スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210を切断状態とする場合に中間端子38からの電圧にオフセット電圧Vaを加えないゲート電圧(第1電圧)を当該メインスイッチ210のゲート端子に供給する。
As described above, the
即ち、ゲート電圧をVGとすると、VGは次式で示される。
(数2)
VG=VM+Va (接続状態)
VG=VM (切断状態)
That is, when the gate voltage is V G , V G is expressed by the following equation.
(Equation 2)
V G = V M + V a (connection state)
V G = V M (disconnected state)
(数2)式に、(数1)式を代入することにより、次式を得る。
(数3)
VG=(V1+V2)/2+Va (接続状態)
VG=VOFF (切断状態)
By substituting equation (1) into equation (2), the following equation is obtained.
(Equation 3)
V G = (V 1 + V 2 ) / 2 + V a (connection state)
V G = V OFF (disconnected state)
ここで、第1端子22から第2端子24へと電流Iが流れる場合、メインスイッチ210のオン抵抗RONによる電圧降下I・RONが生じるので、次式のように、第1端子22の方が第2端子24よりも電圧が高くなる。
(数4)
V1=V2+I・RON
Here, if from the
(Equation 4)
V 1 = V 2 + I • R ON
この場合、第1端子22の電圧および第2端子24の電圧の平均電圧VAVEは、次式のように算出される。
(数5)
VAVE=(V1+V2)/2=V2+I・RON/2
In this case, the average voltage V AVE of the voltage at the
(Equation 5)
V AVE = (V 1 + V 2 ) / 2 = V 2 + I · R ON / 2
メインスイッチ210のゲート電圧VGは、平均電圧VAVEにオフセット電圧Vaが加わった電圧VAVE+Vaとなる。この場合、第1端子22側がドレイン端子、第2端子24側がソース端子となるので、メインスイッチ210のゲート・ソース間電圧VGSは、次式のように算出される。
(数6)
VGS=VAVE+Va−V2=Va+I・RON/2
The gate voltage V G of the
(Equation 6)
V GS = V AVE + V a −V 2 = V a + I · RON / 2
一方、第2端子24から第1端子22へと電流Iが流れる場合、メインスイッチ210のオン抵抗RONによる電圧降下I・RONが生じるので、次式のように、第2端子24の方が第1端子22よりも電圧が高くなる。
(数7)
V1=V2−I・RON
On the other hand, if the
(Equation 7)
V 1 = V 2 -I ・ R ON
この場合、第2端子24側がドレイン端子、第1端子22側がソース端子となるので、メインスイッチ210のゲート・ソース間電圧VGSは、次式のように算出される。
(数8)
VGS=VAVE+Va−V1=(V1+V2)/2+Va−V1
=Va+I・RON/2
In this case, since the
(Equation 8)
V GS = V AVE + V a -V 1 = (V 1 + V 2) / 2 + V a -V 1
= V a + I · R ON / 2
(数8)式は(数6)式と同一なので、第1端子22および第2端子24の間を伝送する信号の方向に関わらず、メインスイッチ210のゲート・ソース間電圧VGSは、閾値電圧VTよりも大きい略一定の電圧となる。なお、オン抵抗RONを考慮に入れた場合において、ゲート・ソース間電圧VGSは、第1端子22および第2端子24の間を流れる信号電流Iが変化しても、I・RON/2の変動が生じる程度であり、略一定の電圧となることがわかる。
Since the equation (8) is the same as the equation (6), the gate-source voltage V GS of the
また、スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210を切断状態とする場合に、第1基準電位VOFFを当該メインスイッチ210のゲート端子およびバルク端子に供給する。第1基準電位VOFFは、メインスイッチ210が伝送させる電気信号の電圧範囲の下限値以下の電位なので、第1端子22および第2端子24の電位と比較して、ゲート端子の電位は、等しいか小さくなる。即ち、メインスイッチ210のゲート・ソース間電圧VGSは、0V以下となり、当該メインスイッチ210は切断状態を保持する。
Further, the
即ち、本実施形態に係るスイッチ装置200は、入力する電気信号の信号強度が変動しても、制御信号に応じた切断状態および接続状態を安定に保つことができる。また、スイッチ装置200は、ゲート・ソース間電圧VGSを略一定の電圧に保つので、オン抵抗の変動を低減させることができる。
That is, the
また、スイッチ装置200は、入出力端子となる第1端子22および第2端子24は、メインスイッチ210のバルク端子とは接続されない。したがって、定電流回路242に高調波ノイズ等が重畳しても、バルク端子を介して第1端子22および第2端子24の間の伝送路に当該高調波ノイズが混入することを防止できる。また、半導体基板等の基板面上のpウェル上に当該メインスイッチ210が設けられ、接合容量が形成された場合でも、第1端子22および第2端子24は、当該接合容量が負荷となることを防止できる。
In the
このように、本実施形態に係るスイッチ装置200は、高調波ノイズを低減させ、また、接合容量に基づく負荷容量の変動を低減させるので、伝送する電気信号に発生する歪みを低減させ、信号波形の劣化を防止できる。
As described above, the
以上の本実施形態に係るスイッチ装置200は、第1端子22の電圧および第2端子24の電圧を分圧した電圧を、バッファ230に供給することを説明したが、これに限定されることはない。例えば、スイッチ装置に200に入力する電気信号が、第1端子22および第2端子24のいずれから入力することが予め判明している場合、スイッチ装置200は、当該電気信号が入力する側の端子の電圧をバッファ230に供給してよい。このようなスイッチ装置200について次に説明する。
The
図6は、本実施形態に係るスイッチ装置200の第1変形例を示す。第1変形例のスイッチ装置200において、図2に示された本実施形態に係るスイッチ装置200の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第1変形例のスイッチ装置200は、メインスイッチ210を接続状態にする場合、第1端子22から電気信号が入力する例を示す。この場合、スイッチ装置200は、電気信号が入力する第1端子22の電圧V1を、第3サブスイッチ228を介してバッファ230に供給する。
FIG. 6 shows a first modification of the
即ち、第1変形例の第3サブスイッチ228は、メインスイッチ210を接続状態にする制御信号に応じて、第1端子22の電圧V1をバッファ230に供給するように切り換える。また、第1変形例の第3サブスイッチ228は、メインスイッチ210を切断状態にする制御信号に応じて、基準電位発生部30が発生する第1基準電位VOFFをバッファ230に供給するように切り換える。第1変形例の第3サブスイッチ228は、一例として、複数のnチャネルのMOSFETで構成される。
In other words, the
これにより、バッファ230は、第1端子22の電圧V1または第1基準電位VOFFをスイッチ制御回路240に供給する。スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210を接続状態にする制御信号に応じて、第1端子22の電圧V1をメインスイッチ210のバルク端子に供給し、第1端子22の電圧V1にオフセット電圧Vaを加えたゲート電圧をゲート端子に供給する。これにより、メインスイッチ210のゲート・ソース間電圧VGSは、閾値電圧VTを超える略一定の電圧となり、オン抵抗の変動を低減させつつ接続状態を保つことができる。
Thereby, the
また、スイッチ制御回路240は、メインスイッチ210を切断状態にする制御信号に応じて、第1基準電位VOFFをメインスイッチ210のバルク端子およびゲート端子に供給する。これにより、電気信号が第1端子22に入力しても、当該電気信号の電圧範囲の下限値以下の電位がゲート電圧としてメインスイッチ210のゲート端子に供給されるので、メインスイッチ210のゲート・ソース間電圧VGSは、閾値電圧VT未満の電圧となる。したがって、メインスイッチ210は、切断状態を保つことができる。
In addition, the
以上の第1変形例のスイッチ装置200は、図2に示すスイッチ装置200と同様に、入出力端子となる第1端子22および第2端子24が、メインスイッチ210のバルク端子とは接続されない。即ち、第1変形例のスイッチ装置200は、高調波ノイズを低減させ、また、接合容量に基づく負荷容量の変動を低減させるので、伝送する電気信号に発生する歪みを低減させ、信号波形の劣化を防止できる。なお、以上の本実施形態に係るスイッチ装置200は、メインスイッチ210がn型半導体スイッチである例を説明したが、これに限定されることはない。メインスイッチ210は、p型半導体スイッチでもよい。このようなスイッチ装置200について、次に説明する。
In the
図7は、本実施形態に係るスイッチ装置200の第2変形例を示す。第2変形例のスイッチ装置200は、メインスイッチ210がp型半導体スイッチである例を示す。この場合、メインスイッチ210は、pチャネル型のMOSFETであることが望ましい。また、メインスイッチ210は、基板面上のnウェル内に設けられることが望ましい。第2変形例のスイッチ装置200において、図2に示された本実施形態に係るスイッチ装置200の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
FIG. 7 shows a second modification of the
第2変形例のスイッチ装置200は、図2に示すスイッチ装置200の概略構成と、略同一の概略構成である。スイッチ装置200は、メインスイッチ210の極性が異なるので、電圧出力部220の基準電位発生部30は、図3で説明した第1基準電位とは異なる電位を発生させる。基準電位発生部30は、例えば、メインスイッチ210が伝送させる電気信号の電圧範囲の上限値以上の電位を第1基準電位として発生する。また、スイッチ制御回路240も、対応して内部の回路構成が異なることになる。第2変形例のスイッチ制御回路240について、次に説明する。
The
図8は、第2変形例のスイッチ装置200のスイッチ制御回路240の構成例を示す。第2変形例のスイッチ制御回路240は、図5に示すスイッチ制御回路240と同様に、第5入力端子42と、第6入力端子44と、第2出力端子46と、第3出力端子48と、定電流回路242と、抵抗244と、第4サブスイッチ246と、を有する。なお、第2変形例のスイッチ制御回路240は、電源部52に代えて、第2基準電位54を有する。第2基準電位54は、メインスイッチ210が伝送させる電気信号の最低電位に対して当該メインスイッチ210にゲート電圧Vaを供給しうる電圧以下の電位である。
FIG. 8 shows a configuration example of the
定電流回路242は、メインスイッチ210の極性が異なるので、図5に示すスイッチ制御回路240の定電流回路242とは逆向きの電流を流す。即ち、定電流回路242は、抵抗244から当該定電流回路242に向けた電流を流す。即ち、抵抗244に定電流回路242からの電流が流れると、抵抗244は、メインスイッチ210のゲート端子およびソース端子の間に負の電圧のオフセット電圧Vaを供給する。このように、スイッチ制御回路240は、制御信号に応じて負電圧のオフセット電圧Vaを供給するか否かを切り換えるので、p型半導体スイッチのメインスイッチ210を接続状態および切断状態のいずれかに対応して切り換えることができる。
Since the polarity of the
図9は、本実施形態に係る電圧出力部220の第1変形例を示す。第1変形例の電圧出力部220において、図3に示された本実施形態に係る電圧出力部220の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第1変形例の電圧出力部220は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に第1端子22の電圧および第2端子24の電圧の平均電圧を出力する。また、第1変形例の電圧出力部220は、メインスイッチ210を切断状態とする場合に第1端子22の電圧および第2端子24の電圧のいずれかの電圧と、第1基準電位VOFFとに応じた電圧を出力する。
FIG. 9 shows a first modification of the
第1変形例の電圧出力部220は、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間の中間点よりも第1端子22側と、中間点よりも第2端子24側との少なくとも一方に、サブスイッチを有する。なお、図9は、メインスイッチ210が接続状態になると第1端子22から第2端子24へと信号が伝送される例を説明する。当該信号は、一例として、振幅電圧が3Vの正弦波信号(3・sinωt)である。この場合、図3で説明した第1サブスイッチ224はなくてよい。即ち、図9は、メインスイッチ210を切断状態とする場合に第1端子22の電圧と、第1基準電位VOFFとに応じた電圧を出力する電圧出力部220の例を示す。電圧出力部220は、第1出力抵抗312および第2出力抵抗314を更に備える。
The
第1出力抵抗312は、一端が第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間に接続され、他端から当該電圧出力部220の出力電圧を出力する。即ち、第1出力抵抗312は、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間と、中間端子38との間に接続される。また、第2出力抵抗314は、一端が第1出力抵抗312の他端に接続され、他端に第1基準電位VOFFが供給される。即ち、中間端子38は、第1出力抵抗312および第2出力抵抗314の間に接続される。
One end of the
第1出力抵抗312の抵抗値R3および第2出力抵抗314の抵抗値R4は、略同一の値を有することが望ましい。また、第1分圧抵抗252の抵抗値R1および第2分圧抵抗254の抵抗値R2は、略同一の値を有することが望ましい。また、第1出力抵抗312の抵抗値R3および第2出力抵抗314の抵抗値R4は、それぞれ第1分圧抵抗252の抵抗値R1および第2分圧抵抗254の抵抗値R2よりも十分大きな値(例えば、数倍、十数倍、または数十倍以上)を有することが望ましい。本実施形態において、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の抵抗値が略同一の値であり、第1出力抵抗312および第2出力抵抗314の抵抗値が略同一の値であり、第1出力抵抗312の抵抗値R3および第2出力抵抗314の抵抗値R4がそれぞれ第1分圧抵抗252の抵抗値R1および第2分圧抵抗254の抵抗値R2よりも十分大きな値である例(R1=R2、R3=R4、R1<<R3、R2<<R4)を説明する。
Resistance R 4 of the resistance value R 3 and the
第1変形例の電圧出力部220において、第3サブスイッチ228は、第2出力抵抗314および基準電位発生部30との間に接続される。第3サブスイッチ228は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に切断状態となり、メインスイッチ210を切断状態とする場合に接続状態となる。即ち、第3サブスイッチ228は、第2出力抵抗314の他端と、基準電位発生部30とを、制御信号に応じて電気的に接続するか否かを切り換える。ここで、第1基準電位VOFFは、メインスイッチ210のソース端子およびバルク端子の間に形成されるダイオードをオフ状態にする電位である。
In the
また、第1変形例の電圧出力部220において、第2サブスイッチ226は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に接続状態となり、メインスイッチ210を切断状態とする場合に切断状態となる。即ち、第1変形例の電圧出力部220は、例えば、メインスイッチ210を接続状態とする場合、第2サブスイッチ226が接続状態になり、第3サブスイッチ228が切断状態となるので、分圧器222が分圧した電圧が中間端子38から出力される。
In the
ここで、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254が略同一の抵抗値の場合、(数1)式と同様に、中間端子38から出力される電圧VMは、次式のように第1端子22の電圧および第2端子24の電圧の平均電圧となる。
(数9)
VM=V1・R2/(R1+R2)+V2・R1/(R1+R2)
=(V1+V2)/2 (接続状態)
Here, when the first
(Equation 9)
V M = V 1 · R 2 / (R 1 + R 2 ) + V 2 · R 1 / (R 1 + R 2 )
= (V 1 + V 2 ) / 2 (connection state)
また、第1変形例の電圧出力部220は、メインスイッチ210を切断状態とする場合、第2サブスイッチ226が切断状態になり、第3サブスイッチ228が接続状態となるので、第1端子22の電圧V1および第1基準電位VOFFを各抵抗で分圧した電圧を出力する。第1分圧抵抗252の抵抗値R1、第2分圧抵抗254の抵抗値R2、第1出力抵抗312の抵抗値R3、および第2出力抵抗314の抵抗値R4の関係R1=R2、R3=R4、R1<<R3、R2<<R4から、中間端子38から出力される電圧VMは、次式のように示される。
(数10)
VM=V1・R4/(R3+R4)+VOFF・R3/(R3+R4)
=(V1+VOFF)/2 (切断状態)
Further, in the
(Equation 10)
V M = V 1 · R 4 / (R 3 + R 4 ) + V OFF · R 3 / (R 3 + R 4 )
= (V 1 + V OFF ) / 2 (disconnected state)
以上の第1変形例の電圧出力部220を用いた場合、メインスイッチ210のゲート電圧VGは、(数9)および(数10)式を(数2)式に代入して、次式のように算出される。このようなゲート電圧VGが供給されるメインスイッチ210の各部の電圧波形について次に説明する。
(数11)
VG=(V1+V2)/2+Va (接続状態)
VG=(V1+VOFF)/2 (切断状態)
When the
(Equation 11)
V G = (V 1 + V 2 ) / 2 + V a (connection state)
V G = (V 1 + V OFF ) / 2 (disconnected state)
図10は、本実施形態に係るメインスイッチ210の各部における電圧波形の第1例を示す。図10の横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。なお、図10は、メインスイッチ210を切断状態とする制御信号が供給された場合の、電圧波形の一例を示す。したがって、メインスイッチ210のゲート電圧VGおよびバルク端子の電圧VBは、中間端子38からの電圧VMに略等しい電圧となる。
FIG. 10 shows a first example of a voltage waveform in each part of the
また、メインスイッチ210のソース端子には、正弦波信号V1が供給されるので、ソース・ゲート間電圧VSGは、次式のように示される。
(数12)
VSG=VSB=V1−VM=(V1−VOFF)・R3/(R3+R4)
Further, since the sine wave signal V 1 is supplied to the source terminal of the
(Equation 12)
V SG = V SB = V 1 −V M = (V 1 −V OFF ) · R 3 / (R 3 + R 4 )
ここで、ソース・バルク間電圧をVSBとした。一例として、第1出力抵抗312および第2出力抵抗314の分圧比が1対1、第1基準電圧の値VOFFが−3Vの場合、ソース・ゲート間電圧VSGは、0Vから+3Vの間で振動する振幅1.5Vの正弦波信号となる。図10において、このようなソース・ゲート間電圧VSGを一点鎖線で示す。なお、図10は、第1端子22に入力する電気信号V1を実線で示す。
Here, the source-bulk voltage was set to VSB . As an example, when the voltage dividing ratio of the
また、メインスイッチ210のドレイン端子に入力する電圧をV2とすると、ソース・ドレイン間電圧VSDは、次式のように示される。
(数13)
VSD=V1−V2
Further, when the voltage input to the drain terminal of the
(Equation 13)
V SD = V 1 −V 2
一例として、ソース端子に入力する電圧V2が0Vの場合、ソース・ドレイン間電圧VSDは、V1となる。即ち、ソース・ゲート間電圧VSGは、−3Vから+3Vの間で振動する振幅3Vの正弦波信号となる。このようなソース・ゲート間電圧VSGは、図10の実線の波形と略一致する。 As an example, when the voltage V 2 to be input to the source terminal of 0V, the source-drain voltage V SD between becomes V 1. That is, the source-gate voltage V SG is a sine wave signal having an amplitude of 3 V that oscillates between −3 V and +3 V. Such a source-gate voltage V SG substantially matches the waveform of the solid line in FIG.
また、メインスイッチ210のゲート・ドレイン間電圧VGDは、次式のように示される。ここで、バルク・ドレイン間電圧をVBDとした。
(数14)
VGD=VBD=−VDB=VM−V2
=V1・R4/(R3+R4)+VOFF・R3/(R3+R4)−V2
Further, the gate-drain voltage V GD of the
(Equation 14)
V GD = V BD = -V DB = V M -V 2
= V 1 · R 4 / (R 3 + R 4 ) + V OFF · R 3 / (R 3 + R 4 ) −V 2
ゲート・ドレイン間電圧VGDは、一例として、−3Vから0Vの間で振動する振幅1.5Vの正弦波信号となる。このようなゲート・ドレイン間電圧VGDを、図10の点線で示す。以上のように、スイッチ装置200は、メインスイッチ210を切断状態とする制御信号に応じて、当該メインスイッチ210のゲート・ドレイン間電圧VGDを0V以下にするので、当該メインスイッチ210を切断状態にすることができる。また、図10に示すように、メインスイッチ210の端子間電圧VSG、VSB、VSD、VDB、およびVGDの絶対値が、全て略5V以下の小信号となることがわかる。
For example, the gate-drain voltage V GD is a sine wave signal having an amplitude of 1.5 V that oscillates between −3 V and 0 V. Such a gate-drain voltage V GD is indicated by a dotted line in FIG. As described above, the
以上のように、本実施形態に係るスイッチ装置200は、メインスイッチ210の切断状態において、第1基準電位を、第1端子22に入力する電気信号の電圧範囲の下限値以下に設定する。そして、スイッチ装置200は、第1出力抵抗312および第2出力抵抗314の分圧比を、第1端子22に入力する電気信号の上限値の電圧となっても、メインスイッチ210のゲート電圧が切断状態における第2端子24の電圧を超えない比率にする。
As described above, the
また、スイッチ装置200は、メインスイッチ210の切断状態において、第1出力抵抗312および第2出力抵抗314の間の中間端子38から出力する電圧の電圧範囲が、予め定められた電圧範囲(一例として、5V以下の小信号電圧範囲)となるように、第1出力抵抗312および第2出力抵抗314の分圧比を設定する。これにより、スイッチ装置200は、メインスイッチ210のゲート・ドレイン間電圧VGDを0V以下にしつつ、メインスイッチ210の端子間電圧を予め定められた電圧範囲内にすることができる。
Further, the
図11は、本実施形態に係るメインスイッチ210の各部における電圧波形の第2例を示す。図11の横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示す。なお、図11は、メインスイッチ210を接続状態とする制御信号が供給された場合の、電圧波形の一例を示す。したがって、メインスイッチ210のゲート電圧VGはV1+Vaとなり、バルク端子の電圧VBはV1となる。図11において、メインスイッチ210のゲート電圧VGの例を点線で示す。なお、図11は、オフセット電圧Vaを略1Vとした例を示す。
FIG. 11 shows a second example of the voltage waveform at each part of the
また、メインスイッチ210のソース端子に入力する電圧がV1なので、メインスイッチ210のゲート・ソース間電圧VGSはVaとなり、メインスイッチ210は接続状態となる。これにより、第1端子22および第2端子24の間は導通となり、メインスイッチ210のオン抵抗が十分小さい場合、第2端子24の電圧V2は、第1端子22の電圧V1と略同一となる。即ち、第1端子22の電圧V1、第2端子24の電圧V2、およびバルク端子の電圧VBは、図11の実線で示すように、略同一の電圧信号となる。
Further, since voltage V 1 to be input to the source terminal of the
以上のように、メインスイッチ210のソース端子、ドレイン端子、およびバルク端子に入力する信号電圧は、V1と略等しくなるので、メインスイッチ210の端子間電圧VSB、VDB、およびVDSは、略0Vとなる。また、−VSGは、オフセット電圧Vaと略等しくなる。即ち、メインスイッチ210の端子間電圧VSG、VSB、VSD、VDB、およびVGDの絶対値が、全て略5V以下の小信号となることがわかる。したがって、本実施形態に係るスイッチ装置200は、メインスイッチ210を接続状態および切断状態にしても、メインスイッチ210の端子間電圧の絶対値を予め定められた値以下にすることができる。
As described above, the source terminal of the
例えば、メインスイッチ210の耐圧は、第1端子22に入力する電気信号の電圧範囲の上限値および下限値の差未満とすることができる。一例として、第1端子22に0Vを基準とした振幅3Vの正弦波信号が入力する場合、メインスイッチ210は、正弦波信号の上限値(+3V)および下限値(−3V)の差(6V)未満の耐圧にすることができる。即ち、本実施形態に係るスイッチ装置200は、入力する電気信号が5V以下程度の小信号であれば、小信号用のメインスイッチ110を用いることができ、コストを低減させ、また、スイッチ装置200を小型化することができる。
For example, the withstand voltage of the
以上の第1変形例の電圧出力部220は、第1端子22から電気信号が入力する例を説明したが、これに限定されることはない。電圧出力部220は、第2端子24から電気信号が入力してもよい。この場合、電圧出力部220は、第2端子24側の第2サブスイッチ226に代えて、第1端子22側の第1サブスイッチ224を有する。これにより、電圧出力部220は、メインスイッチ210を切断状態とする場合に、第2端子24の電圧と第1基準電位VOFFとに応じた電圧を出力することができ、上述の説明と同様に、スイッチ装置200を動作させることができる。
Although the
以上のように、第1変形例の電圧出力部220は、第1端子22および第2端子24のいずれか一方から電気信号が入力することが予め判明している場合に、用いられることが好ましい。即ち、第1変形例の電圧出力部220は、第1端子22および第2端子24のうち電気信号が入力する側とは反対側に、サブスイッチが設けられればよく、電気信号が入力する側のサブスイッチは省略または常に接続状態でよい。
As described above, the
これに対して、第1端子22および第2端子24の両方から電気信号が入力する場合、または、いずれから入力することが予め判明していない場合、電圧出力部220は、第1サブスイッチ224および第2サブスイッチ226の両方が設けられてよい。このような電圧出力部220を次に示す。
On the other hand, when an electric signal is input from both the
図12は、本実施形態に係る電圧出力部220の第2変形例を示す。第2変形例の電圧出力部220において、図9に示された第1変形例の電圧出力部220の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第2変形例の電圧出力部220は、第1サブスイッチ224および第2サブスイッチ226を有する。
FIG. 12 shows a second modification of the
第1サブスイッチ224は、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間の中間点よりも第1端子22側に設けられる。第1サブスイッチ224は、第1端子22側および第1分圧抵抗252の間に設けられてよく、これに代えて、第1分圧抵抗252および中間点の間に設けられてもよい。
The
第2サブスイッチ226は、第1分圧抵抗252および第2分圧抵抗254の間の中間点よりも第2端子24側に設けられる。第2サブスイッチ226は、第2端子24側および第2分圧抵抗254の間に設けられてよく、これに代えて、第2分圧抵抗254および中間点の間に設けられてもよい。
The
第1サブスイッチ224および第2サブスイッチ226は、メインスイッチ210を接続状態とする場合に、それぞれ接続状態となる。また、第3サブスイッチ228は、切断状態となる。これにより、第2変形例の電圧出力部220は、第1端子22の電圧V1および第2端子24の電圧V2の平均電圧を出力することができる。
The
当該メインスイッチ210を切断状態とする場合において、第1端子22に電気信号が入力される場合は、第1サブスイッチ224は接続状態となり、第2サブスイッチ226は切断状態となる。この場合、第2変形例の電圧出力部220は、図9で説明した第1変形例の電圧出力部220と同様の回路構成となり、図10で説明したように、メインスイッチ210を切断状態にさせる電圧VMを中間端子38から出力できる。
When the
また、メインスイッチ210を切断状態とする場合において、第2端子24に電気信号が入力される場合、第1サブスイッチ224は切断状態となり、第2サブスイッチ226は接続状態となる。この場合、第2変形例の電圧出力部220は、第1端子22に電気信号が入力される場合で説明したように、電圧出力部220は、第2端子24の電圧と第1基準電位VOFFとに応じた電圧を出力することができ、メインスイッチ210を切断状態にさせる電圧VMを中間端子38から出力できる。
In the case where the
以上のように、第2変形例の電圧出力部220は、第1端子22および第2端子24のうち、電気信号が入力される端子とは反対側のサブスイッチを切断状態とすることで、メインスイッチ210を切断状態にすることができる。これにより、電圧出力部220は、電気信号が入力される端子が切り換わっても、入力される電気信号に応じて切断状態にするサブスイッチを選択して、メインスイッチ210の状態を制御することができる。
As described above, the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
(項目1)
第1端子および第2端子の間に接続され、ゲート端子に与えられるゲート電圧に応じて前記第1端子および前記第2端子の間を電気的に接続または切断するメインスイッチと、
前記第1端子側の第1分圧抵抗および前記第2端子側の第2分圧抵抗を含む分圧器を有し、前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
前記メインスイッチの接続状態において、前記電圧出力部の出力電圧に追従する電圧を出力するバッファと、
前記バッファの出力電圧に応じた第1電圧を前記メインスイッチの前記ゲート端子に供給し、前記バッファの出力電圧に応じた第2電圧を前記メインスイッチのバルク端子に供給するスイッチ制御回路と、
を備えるスイッチ装置。
(項目2)
前記電圧出力部は、前記メインスイッチを切断状態とする場合に、前記第1分圧抵抗および前記第2分圧抵抗の間の中間端子に第1基準電位を供給する項目1に記載のスイッチ装置。
(項目3)
前記電圧出力部は、
前記第1端子および前記第1分圧抵抗の間、または、前記中間端子および前記第1分圧抵抗の間に設けられ、前記メインスイッチを接続状態とする場合に接続状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に切断状態となる第1サブスイッチと、
前記第2端子および前記第2分圧抵抗の間、または、前記中間端子および前記第2分圧抵抗の間に設けられ、前記メインスイッチを接続状態とする場合に接続状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に切断状態となる第2サブスイッチと、
を更に有する項目2に記載のスイッチ装置。
(項目4)
前記電圧出力部は、
前記メインスイッチを接続状態とする場合に前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧の平均電圧を出力し、
前記メインスイッチを切断状態とする場合に前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧のいずれかの電圧と、第1基準電位とに応じた電圧を出力する項目1に記載のスイッチ装置。
(項目5)
前記電圧出力部は、
一端が前記第1分圧抵抗および前記第2分圧抵抗の間に接続され、他端から当該電圧出力部の出力電圧を出力する第1出力抵抗と、
一端が前記第1出力抵抗の他端に接続され、他端に前記第1基準電位が供給される第2出力抵抗と、
前記第2出力抵抗および前記第1基準電位の間に設けられ、前記メインスイッチを接続状態とする場合に切断状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に接続状態となる第3サブスイッチと、
を有する項目4に記載のスイッチ装置。
(項目6)
前記電圧出力部は、前記第1分圧抵抗および前記第2分圧抵抗の間の中間点よりも第1端子側と、前記中間点よりも第2端子側との少なくとも一方に、サブスイッチを有し、
前記サブスイッチは、前記メインスイッチを接続状態とする場合に接続状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に切断状態となる項目5に記載のスイッチ装置。
(項目7)
前記電圧出力部は、
前記第1分圧抵抗および前記第2分圧抵抗の間の中間点よりも第1端子側に設けられる第1サブスイッチと、
前記中間点よりも第2端子側に設けられる第2サブスイッチと、
を有し、
前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記第1サブスイッチおよび前記第2サブスイッチは接続状態となり、
前記メインスイッチを切断状態とする場合において、
前記第1端子に電気信号が入力される場合、前記第1サブスイッチは接続状態となり、前記第2サブスイッチは切断状態となり、
前記第2端子に電気信号が入力される場合、前記第1サブスイッチは切断状態となり、前記第2サブスイッチは接続状態となる、項目5に記載のスイッチ装置。
(項目8)
前記第1基準電位は、前記メインスイッチのソース端子およびバルク端子の間に形成されるダイオードをオフ状態にする電位である項目2から7のいずれか一項に記載のスイッチ装置。
(項目9)
前記スイッチ制御回路は、
前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記バルク端子に供給する前記第2電圧に0でないオフセット電圧を加えた前記第1電圧を前記ゲート端子に供給し、
前記メインスイッチを切断状態とする場合に、前記バルク端子に供給する前記第2電圧と同じ前記第1電圧を前記ゲート端子に供給する、
項目1から8のいずれか一項に記載のスイッチ装置。
(項目10)
前記メインスイッチは、n型半導体スイッチであり、
前記オフセット電圧は、正の電圧である、
項目9に記載のスイッチ装置。
(項目11)
前記メインスイッチは、基板面上のpウェル内に設けられる項目10に記載のスイッチ装置。
(項目12)
前記メインスイッチは、p型半導体スイッチであり、
前記オフセット電圧は、負の電圧である、
項目9に記載のスイッチ装置。
(項目13)
前記メインスイッチは、基板面上のnウェル内に設けられる項目12に記載のスイッチ装置。
The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
(Item 1)
A main switch connected between the first terminal and the second terminal and electrically connecting or disconnecting between the first terminal and the second terminal according to a gate voltage applied to the gate terminal;
A voltage divider including a first voltage dividing resistor on the first terminal side and a second voltage dividing resistor on the second terminal side; and when the main switch is connected, the voltage of the first terminal and A voltage output unit that outputs a voltage according to the voltage of the second terminal;
In a connection state of the main switch, a buffer that outputs a voltage that follows the output voltage of the voltage output unit;
A switch control circuit for supplying a first voltage according to the output voltage of the buffer to the gate terminal of the main switch and supplying a second voltage according to the output voltage of the buffer to the bulk terminal of the main switch;
A switch device comprising:
(Item 2)
The switch device according to item 1, wherein the voltage output unit supplies a first reference potential to an intermediate terminal between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor when the main switch is disconnected. .
(Item 3)
The voltage output unit is
Provided between the first terminal and the first voltage dividing resistor, or between the intermediate terminal and the first voltage dividing resistor, and when the main switch is in the connected state, the connected state is established. A first sub-switch that is in a disconnected state when it is in a disconnected state;
Provided between the second terminal and the second voltage dividing resistor, or between the intermediate terminal and the second voltage dividing resistor, and when the main switch is in a connected state, the connected state is established. A second sub-switch that is in a disconnected state when it is in a disconnected state;
The switch device according to item 2, further comprising:
(Item 4)
The voltage output unit is
When the main switch is connected, the average voltage of the voltage of the first terminal and the voltage of the second terminal is output,
The switch device according to item 1, wherein when the main switch is in a disconnected state, a voltage corresponding to one of the voltage of the first terminal and the voltage of the second terminal and the first reference potential is output.
(Item 5)
The voltage output unit is
A first output resistor having one end connected between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor and outputting an output voltage of the voltage output unit from the other end;
A second output resistor having one end connected to the other end of the first output resistor and the other end supplied with the first reference potential;
A third sub-switch provided between the second output resistor and the first reference potential, which is in a disconnected state when the main switch is in a connected state, and in a connected state when the main switch is in a disconnected state; ,
Item 5. The switch device according to Item 4.
(Item 6)
The voltage output unit includes a sub switch on at least one of a first terminal side from an intermediate point between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor and a second terminal side from the intermediate point. Have
6. The switch device according to item 5, wherein the sub switch is in a connected state when the main switch is in a connected state, and is in a disconnected state when the main switch is in a disconnected state.
(Item 7)
The voltage output unit is
A first sub switch provided on the first terminal side of an intermediate point between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor;
A second sub-switch provided closer to the second terminal than the intermediate point;
Have
When the main switch is in a connected state, the first sub switch and the second sub switch are in a connected state,
When the main switch is in a disconnected state,
When an electrical signal is input to the first terminal, the first sub switch is connected, the second sub switch is disconnected,
6. The switch device according to item 5, wherein when an electric signal is input to the second terminal, the first sub switch is disconnected and the second sub switch is connected.
(Item 8)
The switch device according to any one of Items 2 to 7, wherein the first reference potential is a potential for turning off a diode formed between a source terminal and a bulk terminal of the main switch.
(Item 9)
The switch control circuit includes:
When the main switch is connected, the first voltage obtained by adding a non-zero offset voltage to the second voltage supplied to the bulk terminal is supplied to the gate terminal;
When the main switch is in a disconnected state, the first voltage that is the same as the second voltage supplied to the bulk terminal is supplied to the gate terminal.
Item 9. The switch device according to any one of items 1 to 8.
(Item 10)
The main switch is an n-type semiconductor switch,
The offset voltage is a positive voltage.
Item 10. The switch device according to item 9.
(Item 11)
Item 11. The switch device according to Item 10, wherein the main switch is provided in a p-well on the substrate surface.
(Item 12)
The main switch is a p-type semiconductor switch,
The offset voltage is a negative voltage.
Item 10. The switch device according to item 9.
(Item 13)
Item 13. The switch device according to
12 第1端子、14 第2端子、16 第3端子、20 電源部、22 第1端子、24 第2端子、26 第3端子、30 基準電位発生部、32 第1入力端子、34 第2入力端子、36 第3入力端子、38 中間端子、42 第5入力端子、44 第6入力端子、46 第2出力端子、48 第3出力端子、52 電源部、54 第2基準電位、100 スイッチ装置、110 メインスイッチ、112 第1サブスイッチ、114 第2サブスイッチ、120 電流源、130 インバータ、140 論理レベルシフタ、150 第3サブスイッチ、160 レベルシフタ、200 スイッチ装置、210 メインスイッチ、220 電圧出力部、222 分圧器、224 第1サブスイッチ、226 第2サブスイッチ、228 第3サブスイッチ、230 バッファ、232 第4入力端子、234 第1出力端子、236 増幅部、240 スイッチ制御回路、242 定電流回路、244 抵抗、246 第4サブスイッチ、252 第1分圧抵抗、254 第2分圧抵抗、312 第1出力抵抗、314 第2出力抵抗
12 1st terminal, 14 2nd terminal, 16 3rd terminal, 20 power supply part, 22 1st terminal, 24 2nd terminal, 26 3rd terminal, 30 reference potential generating part, 32 1st input terminal, 34 2nd input Terminal, 36 third input terminal, 38 intermediate terminal, 42 fifth input terminal, 44 sixth input terminal, 46 second output terminal, 48 third output terminal, 52 power supply section, 54 second reference potential, 100 switch device, 110 main switch, 112 first sub switch, 114 second sub switch, 120 current source, 130 inverter, 140 logic level shifter, 150 third sub switch, 160 level shifter, 200 switch device, 210 main switch, 220 voltage output unit, 222
Claims (15)
前記第1端子側の第1分圧抵抗および前記第2端子側の第2分圧抵抗を含む分圧器を有し、前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧に応じた電圧を出力し、前記メインスイッチを切断状態とする場合に、前記第1分圧抵抗および前記第2分圧抵抗の間の中間端子に第1基準電位を出力する電圧出力部と、
前記電圧出力部の出力電圧に追従する電圧を出力するバッファと、
前記バッファの出力電圧に応じた第1電圧を前記メインスイッチの前記ゲート端子に供給し、前記バッファの出力電圧に応じた第2電圧を前記メインスイッチのバルク端子に供給するスイッチ制御回路と、
を備えるスイッチ装置。 A main switch connected between the first terminal and the second terminal and electrically connecting or disconnecting between the first terminal and the second terminal according to a gate voltage applied to the gate terminal;
A voltage divider including a first voltage dividing resistor on the first terminal side and a second voltage dividing resistor on the second terminal side; and when the main switch is connected, the voltage of the first terminal and When a voltage corresponding to the voltage at the second terminal is output and the main switch is disconnected, a first reference potential is output to an intermediate terminal between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor. A voltage output section;
A buffer that outputs a voltage that follows the output voltage of the voltage output unit;
A switch control circuit for supplying a first voltage according to the output voltage of the buffer to the gate terminal of the main switch and supplying a second voltage according to the output voltage of the buffer to the bulk terminal of the main switch;
Ru equipped with a switch device.
前記第1端子および前記第1分圧抵抗の間、または、前記中間端子および前記第1分圧抵抗の間に設けられ、前記メインスイッチを接続状態とする場合に接続状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に切断状態となる第1サブスイッチと、
前記第2端子および前記第2分圧抵抗の間、または、前記中間端子および前記第2分圧抵抗の間に設けられ、前記メインスイッチを接続状態とする場合に接続状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に切断状態となる第2サブスイッチと、
を更に有する請求項1に記載のスイッチ装置。 The voltage output unit is
Provided between the first terminal and the first voltage dividing resistor, or between the intermediate terminal and the first voltage dividing resistor, and when the main switch is in the connected state, the connected state is established. A first sub-switch that is in a disconnected state when it is in a disconnected state;
Provided between the second terminal and the second voltage dividing resistor, or between the intermediate terminal and the second voltage dividing resistor, and when the main switch is in a connected state, the connected state is established. A second sub-switch that is in a disconnected state when it is in a disconnected state;
The switch device according to claim 1, further comprising:
前記第1端子側の第1分圧抵抗および前記第2端子側の第2分圧抵抗を含む分圧器を有し、前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧に応じた電圧を出力し、前記メインスイッチを切断状態とする場合に、前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧のいずれかの電圧と、第1基準電位とに応じた電圧を出力する電圧出力部と、
前記電圧出力部の出力電圧に追従する電圧を出力するバッファと、
前記バッファの出力電圧に応じた第1電圧を前記メインスイッチの前記ゲート端子に供給し、前記バッファの出力電圧に応じた第2電圧を前記メインスイッチのバルク端子に供給するスイッチ制御回路と、
を備えるスイッチ装置。 A main switch connected between the first terminal and the second terminal and electrically connecting or disconnecting between the first terminal and the second terminal according to a gate voltage applied to the gate terminal;
A voltage divider including a first voltage dividing resistor on the first terminal side and a second voltage dividing resistor on the second terminal side; and when the main switch is connected, the voltage of the first terminal and When outputting a voltage according to the voltage of the second terminal and turning off the main switch, the voltage of the first terminal or the voltage of the second terminal is set to the first reference potential. A voltage output unit that outputs a voltage according to the
A buffer that outputs a voltage that follows the output voltage of the voltage output unit;
A switch control circuit for supplying a first voltage according to the output voltage of the buffer to the gate terminal of the main switch and supplying a second voltage according to the output voltage of the buffer to the bulk terminal of the main switch;
Ru equipped with a switch device.
一端が前記第1分圧抵抗および前記第2分圧抵抗の間に接続され、他端から当該電圧出力部の出力電圧を出力する第1出力抵抗と、
一端が前記第1出力抵抗の他端に接続され、他端に前記第1基準電位が供給される第2出力抵抗と、
前記第2出力抵抗および前記第1基準電位の間に設けられ、前記メインスイッチを接続状態とする場合に切断状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に接続状態となる第3サブスイッチと、
を有する請求項4に記載のスイッチ装置。 The voltage output unit is
A first output resistor having one end connected between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor and outputting an output voltage of the voltage output unit from the other end;
A second output resistor having one end connected to the other end of the first output resistor and the other end supplied with the first reference potential;
A third sub-switch provided between the second output resistor and the first reference potential, which is in a disconnected state when the main switch is in a connected state, and in a connected state when the main switch is in a disconnected state; ,
The switch device according to claim 4, comprising:
前記サブスイッチは、前記メインスイッチを接続状態とする場合に接続状態となり、前記メインスイッチを切断状態とする場合に切断状態となる請求項5に記載のスイッチ装置。 The voltage output unit includes a sub switch on at least one of a first terminal side from an intermediate point between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor and a second terminal side from the intermediate point. Have
6. The switch device according to claim 5, wherein the sub switch is in a connected state when the main switch is in a connected state, and is in a disconnected state when the main switch is in a disconnected state.
前記第1分圧抵抗および前記第2分圧抵抗の間の中間点よりも第1端子側に設けられる第1サブスイッチと、
前記中間点よりも第2端子側に設けられる第2サブスイッチと、
を有し、
前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記第1サブスイッチおよび前記第2サブスイッチは接続状態となり、
前記メインスイッチを切断状態とする場合において、
前記第1端子に電気信号が入力される場合、前記第1サブスイッチは接続状態となり、前記第2サブスイッチは切断状態となり、
前記第2端子に電気信号が入力される場合、前記第1サブスイッチは切断状態となり、前記第2サブスイッチは接続状態となる、請求項5に記載のスイッチ装置。 The voltage output unit is
A first sub switch provided on the first terminal side of an intermediate point between the first voltage dividing resistor and the second voltage dividing resistor;
A second sub-switch provided closer to the second terminal than the intermediate point;
Have
When the main switch is in a connected state, the first sub switch and the second sub switch are in a connected state,
When the main switch is in a disconnected state,
When an electrical signal is input to the first terminal, the first sub switch is connected, the second sub switch is disconnected,
6. The switch device according to claim 5, wherein, when an electric signal is input to the second terminal, the first sub switch is in a disconnected state and the second sub switch is in a connected state.
前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記バルク端子に供給する前記第2電圧に0でないオフセット電圧を加えた前記第1電圧を前記ゲート端子に供給し、
前記メインスイッチを切断状態とする場合に、前記バルク端子に供給する前記第2電圧と同じ前記第1電圧を前記ゲート端子に供給する
請求項1から8のいずれか一項に記載のスイッチ装置。 The switch control circuit includes:
When the main switch is connected, the first voltage obtained by adding a non-zero offset voltage to the second voltage supplied to the bulk terminal is supplied to the gate terminal;
The switch device according to any one of claims 1 to 8, wherein when the main switch is in a disconnected state, the first voltage that is the same as the second voltage supplied to the bulk terminal is supplied to the gate terminal.
前記第1端子側の第1分圧抵抗および前記第2端子側の第2分圧抵抗を含む分圧器を有し、前記メインスイッチを接続状態とする場合に、前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧に応じた電圧を出力し、前記メインスイッチの切断状態において、第1基準電位、または前記第1端子の電圧および前記第2端子の電圧のいずれかの電圧と第1基準電位とに応じた電圧を出力する電圧出力部と、
前記電圧出力部の出力電圧に追従する電圧を出力するバッファと、
前記バッファの出力電圧に応じた第1電圧を前記メインスイッチの前記ゲート端子に供給し、前記バッファの出力電圧に応じた第2電圧を前記メインスイッチのバルク端子に供給するスイッチ制御回路と、
を備え、
前記スイッチ制御回路は、前記メインスイッチを切断状態とする場合に、前記バルク端子に供給する前記第2電圧と同じ前記第1電圧を前記ゲート端子に供給する、
スイッチ装置。 A main switch connected between the first terminal and the second terminal and electrically connecting or disconnecting between the first terminal and the second terminal according to a gate voltage applied to the gate terminal;
A voltage divider including a first voltage dividing resistor on the first terminal side and a second voltage dividing resistor on the second terminal side; and when the main switch is connected, the voltage of the first terminal and A voltage corresponding to the voltage of the second terminal is output , and the first reference potential, or the voltage of the first terminal and the voltage of the second terminal and the first reference potential in the disconnected state of the main switch A voltage output unit that outputs a voltage according to
A buffer that outputs a voltage that follows the output voltage of the voltage output unit;
A switch control circuit for supplying a first voltage according to the output voltage of the buffer to the gate terminal of the main switch and supplying a second voltage according to the output voltage of the buffer to the bulk terminal of the main switch;
With
The switch control circuit supplies the gate terminal with the same first voltage as the second voltage supplied to the bulk terminal when the main switch is in a disconnected state.
Switch device.
前記オフセット電圧は、正の電圧である
請求項9または11に記載のスイッチ装置。 The main switch is an n-type semiconductor switch,
The switch device according to claim 9 or 11, wherein the offset voltage is a positive voltage.
前記オフセット電圧は、負の電圧である
請求項9または11に記載のスイッチ装置。 The main switch is a p-type semiconductor switch,
The switch device according to claim 9 or 11, wherein the offset voltage is a negative voltage.
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