專利名稱：通信用無線電裝置的收發(fā)信電路及半導(dǎo)體集成電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種收發(fā)信電路及含有該收發(fā)信電路的半導(dǎo)體集成電路裝置，尤其涉及適用于所使用的發(fā)信頻率和接收頻率相等的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路及半導(dǎo)體集成電路裝置。
近年來，通信用無線電裝置，象攜帶電話這樣的無線電裝置，其小型化、輕量化以及廉價(jià)化不斷發(fā)展，其利用人數(shù)急增?，F(xiàn)采用的是發(fā)信頻率和收信頻率不一樣的通信方式。另一方面，為適應(yīng)廣大利用者的要求，數(shù)字化也在不斷發(fā)展，以前每根電話線路需要2個(gè)頻率，而這種數(shù)字方式通信用無線電裝置通過對發(fā)信和收信進(jìn)行分時(shí)操作，用同一個(gè)頻率便能發(fā)信、收信。
但是，由于數(shù)字式通信無線電裝置中所使用的發(fā)信放大器、低噪聲接收放大器以及用于轉(zhuǎn)換收發(fā)信信號的收發(fā)信轉(zhuǎn)換開關(guān)等的無線電部分采用的都是以往方式的電路，所以開發(fā)采用新數(shù)字方式的小型收發(fā)信電路，特別是開發(fā)能集成這些小型收發(fā)信電路的半導(dǎo)體集成電路就成為今天的重要課題。
還有，在數(shù)字方式通信無線電裝置的收發(fā)信電路中，發(fā)信放大器、低噪聲接收放大器以及收發(fā)信轉(zhuǎn)換開關(guān)常采用含有具有低電壓工作性能、高效率、低噪聲特性及高分離度特性的砷化鎵場效應(yīng)晶體管(以下簡稱GaAsFET)的電路。
下面參照附圖，說明以往的收發(fā)信電路之一例。
圖11表示現(xiàn)有的FET數(shù)字式收發(fā)信電路的構(gòu)成。在圖11中，110為放大輸入進(jìn)來的發(fā)信信號并將其輸出的發(fā)信放大器，120為放大輸入進(jìn)來的收信信號并將其輸出的低噪聲接收放大器，130為將發(fā)信狀態(tài)和收信狀態(tài)進(jìn)行分時(shí)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換開關(guān)，140為將輸入進(jìn)來的收信信號阻抗和低噪聲接收放大器120的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第1匹配電路，150為將發(fā)信放大器110的輸出阻抗匹配為所規(guī)定阻抗值的第2匹配電路，160為將前級FET112的輸出阻抗和后級FET的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第3匹配電路，171為將發(fā)信放大器110和第2匹配電路150進(jìn)行交流耦合的第1耦合電容，172為將轉(zhuǎn)換開關(guān)130和第1匹配電路140進(jìn)行交流耦合的第2耦合電容，173是連接轉(zhuǎn)換開關(guān)130和第2匹配電路150，且特性阻抗為50Ω的第1布線，174是連接轉(zhuǎn)換開關(guān)130和第1匹配電路140，且特性阻抗為50Ω的第2布線，175是連接轉(zhuǎn)換開關(guān)130和收發(fā)信兩用天線180，且特性阻抗為50Ω的第3布線。
在圖11所示的發(fā)信放大器110中，111為輸入發(fā)信信號的輸入端，112為柵電極被輸入發(fā)信信號、源電極接地的前級FET，113為與前級FET112的漏電極相連的第1電源端，114為柵電極通過第3匹配電路160被輸入發(fā)信信號、源電極接地的后級FET，115為與后級FET114的漏電極相連的第2電源端，116為與后級FET114的漏電極相連的輸出端。
在圖11所示的低噪聲接收放大器120中，121為通過第1匹配電路140后的接收信號輸入端，122為柵電極有接收信號輸入且源電極接地的低噪聲FET，123為接連在低噪聲FET122漏電極上的輸出端。
在圖11所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)130中，131是連接在第2匹配電路150上的發(fā)信側(cè)輸入端，132為天線側(cè)輸出入端發(fā)信時(shí)，將被發(fā)信放大器110放大且經(jīng)過第2匹配電路150輸入進(jìn)來的發(fā)信信號輸出給天線180；收信時(shí)，將天線180接收到的信號輸進(jìn)來。133是將由天線側(cè)輸出入端132輸入進(jìn)來的接收信號輸出的收信側(cè)輸出端。134A是控制第1開關(guān)用FET135及第3開關(guān)用FET137的第1開關(guān)控制信號輸入端。134B是控制第2開關(guān)用FET136及第4開關(guān)用FET138的第2開關(guān)控制信號輸入端。
在圖11所示的第1匹配電路140中，141為輸入端，它通過第2耦合電容172與轉(zhuǎn)換開關(guān)130的收信側(cè)輸出端133相連接。142是輸出端，它與低噪聲接收放大器120的輸入端121相連接。143為第1電感線圈，其一端被連接在輸入端141上，另一端接地。144為第2電感線圈，其一端被連接在輸入端141上，另一端被連接在輸出端142上。由第1電感線圈143和第2電感線圈144構(gòu)成第1匹配電路140。
在圖11所示的第2匹配電路150中，151為輸入端，它經(jīng)過第1耦合電容171與發(fā)信放大器的輸出端116相連接。152為輸出端，它與轉(zhuǎn)換開關(guān)130的發(fā)信側(cè)輸入端131相連接。153為第1電容器，其一端被連接在輸入端151上，另一端接地。154為電感線圈，其一端與輸入端151相連接，另一端與第2電容器155相連接。155為第2電容器，其一端與電感線圈154相連，另一端與輸出端152相連接。由第1電容器153、電感線圈154和第2電容器155構(gòu)成第2匹配電路150。
在圖11所示的第3匹配電路160中，161為第1電容器，其一端接發(fā)信放大器110中的前級FET112的漏電極，另一端接電感線圈162。162為電感線圈，其一端接第1電容器161，另一端接發(fā)信放大器110中的后級FET114的柵電極。163為第2電容器，其一端接電感線圈162及后級FET114的柵電極，另一端接地。第1電容器161、電感線圈162以及第2電容器163構(gòu)成第3匹配電路160。
上述收發(fā)信電路的工作過程說明如下。
首先，說明接收時(shí)的工作過程。
由天線180輸入進(jìn)來的微弱接收信號，通過特性阻抗為50Ω的第3布線175被輸入到轉(zhuǎn)換開關(guān)130的天線側(cè)輸出入端132。此時(shí)，在轉(zhuǎn)換開關(guān)130中，受由第1開關(guān)控制信號輸入端134A輸入進(jìn)來的控制信號的控制，第1開關(guān)用FET135和第3開關(guān)用FET137被接通；受由第2開關(guān)控制信號輸入端134B輸入進(jìn)來的控制信號的控制，第2開關(guān)用FET136和第4開關(guān)用FET138被切斷，這樣，輸入進(jìn)來的信號通過處于導(dǎo)通狀態(tài)的第3開關(guān)用FET137而被轉(zhuǎn)換到低噪聲接收放大器120一側(cè)；由于第2開關(guān)用FET136被切斷，所以發(fā)信放大器110這邊和低噪聲接收放大器120那邊失去電氣聯(lián)系；同時(shí)，由于第1開關(guān)用FET135接通，故發(fā)信放大器110這邊被短路。
由處于導(dǎo)通狀態(tài)的第3開關(guān)用FET137轉(zhuǎn)換來的信號，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)130的接收側(cè)輸出端133、特性阻抗為50Ω的第2布線174以及第2耦合電容172被輸入到第1匹配電路140。然后，由第1匹配電路140的第1電感線圈143和第2電感線圈144進(jìn)行阻抗匹配，而被輸入到低噪聲接收放大器120的輸入端121。被輸入到低噪聲接收放大器120的接收信號被低噪聲FET122放大，從輸出端123輸出。
其次，說明發(fā)信時(shí)的工作過程。
首先，經(jīng)調(diào)制的發(fā)信信號被輸入到發(fā)信放大器110的輸入端111。該發(fā)信信號的功率通過前級FET112進(jìn)行第1級放大，再經(jīng)過第3匹配電路160發(fā)生阻抗變換后，被輸入到后級FET114。并通過該后級FET114又被放大到所規(guī)定的功率值。已放大的發(fā)信信號通過第1耦合電容171被輸入到第2匹配電路150，特性阻抗被變換為50Ω后，經(jīng)過特性阻抗為50Ω的第1布線173，最后被輸入到轉(zhuǎn)換開關(guān)130的發(fā)信側(cè)輸入端131。
此時(shí)，在轉(zhuǎn)換開關(guān)130中，受由第2開關(guān)控制信號輸入端134B輸入進(jìn)來的控制信號的控制，第2開關(guān)用FET136和第4開關(guān)用FET138接通；受由第1開關(guān)控制信號輸入端134A輸入進(jìn)來的控制信號的控制，第1開關(guān)用FET135和第3開關(guān)用FET137斷開，這樣以來，輸入進(jìn)來的發(fā)信信號通過處于導(dǎo)通狀態(tài)的第2開關(guān)用FET136而被轉(zhuǎn)換到天線180一側(cè)；還有，由于第3開關(guān)用FET137不通，所以低噪聲接收放大器120一側(cè)和發(fā)信放大器110一側(cè)失去電氣聯(lián)系；同時(shí)由于第4開關(guān)用FET138接通，故低噪聲接收放大器120一例被短路。
放大后的發(fā)信信號經(jīng)過處于導(dǎo)通狀態(tài)的第2開關(guān)用FET136及特性阻抗為50Ω的第3布線175被輸入到天線180。再從天線180被作為電波輸出。
但是，在上述以往的收發(fā)信電路中，存在著信號通過轉(zhuǎn)換開關(guān)130而造成的信號損耗大的問題。特別是對那些需要大功率的發(fā)信信號來說，其損耗問題更為嚴(yán)重，故為了避免此問題，必須提高發(fā)信側(cè)的只供信號通過的開關(guān)用FET的性能。一般說來，為減少通過損耗，必須采用柵電極長度長的開關(guān)用FET。此外，如將這些大體積開關(guān)用FET集成化，轉(zhuǎn)換開關(guān)130所占面積幾乎大到可和發(fā)信放大器110的面積相比，從而導(dǎo)致芯片面積增大。由于上述原因，存在著難以實(shí)現(xiàn)小型化及低價(jià)格化的問題。
本發(fā)明的目的是一舉解決上述問題，消除因通過轉(zhuǎn)換開關(guān)所造成的發(fā)信信號的通過損耗并降低功率消耗，與此同時(shí)，減少轉(zhuǎn)換開關(guān)在收發(fā)信電路中所占的面積，爭取實(shí)現(xiàn)通信用無線電裝置的小型化。
為達(dá)到上述目的，在本發(fā)明中所做出的辦法為通過將發(fā)信放大器斷開時(shí)的輸出阻抗和接收放大器的輸出阻抗合在一起進(jìn)行接收放大器的輸入匹配，能做到不通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來把發(fā)信放大器和天線連接起來。
本發(fā)明第1方面所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路包括將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器、將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器以及與收發(fā)信兩用天線相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)；其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號。上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用FET、被連接于上述FET的漏電極和上述天線之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路、與上述FET的柵電極相連的控制端、以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線相連的輸出端。
按照上述的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路，在發(fā)信時(shí)，由于發(fā)信放大器的輸出端不通過轉(zhuǎn)換開關(guān)而被連接于天線，所以因開關(guān)的存在而造成的發(fā)信信號的通過損耗就沒有了，從而能降低功率消耗；在接收時(shí)，由于備有與發(fā)信放大器中的FET的柵電極相連的控制端，通過將所規(guī)定的電壓施加給該柵電極并將源極接地的FET作電阻用，能使發(fā)信側(cè)短路。因此，以往所必須有的發(fā)信側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)就不要了。這樣，由于只用一個(gè)開關(guān)元件就能構(gòu)成接收側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，所以能縮小轉(zhuǎn)換開關(guān)電路的面積，從而能實(shí)現(xiàn)整個(gè)收發(fā)信電路的小型化。
本發(fā)明第2方面中所述的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路包括將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器、將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器以及與收發(fā)信兩用天線相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)；其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號。上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用FET、被連接于上述FET的漏電極和上述天線之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路、與上述FET的柵電極相連的控制端、以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線相連的輸出端。上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的天線側(cè)輸入端被連接于上述匹配電路中發(fā)信信號的輸出端之外的其他端上。
按照上述的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路，在發(fā)信時(shí)，由于發(fā)信放大器的輸出端不通過轉(zhuǎn)換開關(guān)而被連接于天線，所以因開關(guān)的存在而造成的發(fā)信信號的通過損耗就沒有了，從而能降低功率消耗；在接收時(shí)，由于備有與發(fā)信放大器中的FET的柵電極相連的控制端，通過將所規(guī)定的電壓施加給該柵電極并將源極接地的FET作電阻用，能使發(fā)信側(cè)短路。因此，以往所必須有的發(fā)信側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)就不要了。這樣，由于只用一個(gè)開關(guān)元件就能構(gòu)成接收側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，所以能縮小轉(zhuǎn)換開關(guān)電路的面積，從而能把整個(gè)收發(fā)信電路小型化。還有，在轉(zhuǎn)換開關(guān)和接收放大器之間設(shè)置用來匹配接收信號阻抗和接收放大器的輸入阻抗的接收用匹配電路的情況下，由于可以自由地選擇使接收用匹配電路的電路常數(shù)達(dá)到最優(yōu)化的那一端，因此增加了接收用匹配電路設(shè)計(jì)方面的自由度，即能縮小接收用匹配電路。
本發(fā)明第3方面中所述的半導(dǎo)體集成電路裝置包括半導(dǎo)體基板、在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器、在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器、以及在上述半導(dǎo)體基板上形成，與收發(fā)信兩用天線側(cè)輸出入端相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)；其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線側(cè)輸出入端，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線側(cè)輸出入端輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號。上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用FET、被連接于上述FET的漏電極和上述天線側(cè)輸出入端之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路、與上述FET的柵電極相連的控制端、以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線側(cè)輸出入端相連的輸出端。
按照上述的半導(dǎo)體集成電路裝置，在發(fā)信時(shí)，由于發(fā)信放大器的輸出端不通過轉(zhuǎn)換開關(guān)而被連接于天線側(cè)輸出入端，所以因開關(guān)的存在而造成的發(fā)信信號的通過損耗就沒有了，從而能降低功率消耗；在接收時(shí)，由于備有與發(fā)信放大器中的FET的柵電極相連的控制端，通過將所規(guī)定的電壓施加給該柵電極并將該FET作電阻用，能使發(fā)信側(cè)短路。因此，發(fā)信側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)就不要了。這樣，由于只用一個(gè)開關(guān)元件就能構(gòu)成接收側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，所以能減少轉(zhuǎn)換開關(guān)電路的面積，有利于高集成化，從而能實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
本發(fā)明第4方面中所述的半導(dǎo)體集成電路裝置包括半導(dǎo)體基板、在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器、在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器、以及在上述半導(dǎo)體基板上形成，與收發(fā)信兩用天線側(cè)輸出入端相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)；其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線側(cè)輸出入端，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線側(cè)輸出入端輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號。上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用FET、被連接于上述FET的漏電極和上述天線側(cè)輸出入端之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路、與上述FET的柵電極相連的控制端、以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線側(cè)輸出入端相連的輸出端。上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的天線側(cè)輸入端被連接于上述匹配電路中發(fā)信信號的輸出端之外的其他端上。
按照上述的半導(dǎo)體集成電路裝置，在發(fā)信時(shí)，由于發(fā)信放大器的輸出端不通過轉(zhuǎn)換開關(guān)而被連接于天線側(cè)輸出入端，所以因開關(guān)的存在而造成的發(fā)信信號的通過損耗就沒有了，從而能降低功率消耗；在接收時(shí)，由于備有與發(fā)信放大器中的FET的柵電極相連的控制端，通過將所規(guī)定的電壓施加給該柵電極并將該FET作電阻用，能使發(fā)信側(cè)短路。因此，發(fā)信側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)就不要了。這樣，由于只用一個(gè)開關(guān)元件就能構(gòu)成接收側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，所以能縮小轉(zhuǎn)換開關(guān)電路的面積。還有，在轉(zhuǎn)換開關(guān)和接收放大器之間設(shè)置用來匹配接收信號阻抗和接收放大器的輸入阻抗的接收用匹配電路的情況下，由于可以自由地選擇使接收用匹配電路的電路常數(shù)達(dá)到最優(yōu)化的那一端，因此增加了接收用匹配電路設(shè)計(jì)方面的自由度，即能縮小接收用匹配電路。結(jié)果，能使該裝置進(jìn)一步的小型化。
下面對附圖進(jìn)行簡單說明圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路圖。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路在接收時(shí)的等效電路圖。
圖3是本發(fā)明第2實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路圖。
圖4是本發(fā)明第2實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路在接收時(shí)的等效電路圖。
圖5(a)～(d)是本發(fā)明第2實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路中第2匹配電路和接收信號輸出端的變形電路圖。
圖6(a)～(d)是本發(fā)明第2實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路中第2匹配電路和接收信號輸出端的變形電路圖。
圖7是本發(fā)明第3實(shí)施例的在半導(dǎo)體基板上集成GaAsFET收發(fā)信電路的半導(dǎo)體集成電路裝置的電路圖。
圖8是本發(fā)明第4實(shí)施例的在半導(dǎo)體基板上集成GaAsFET收發(fā)信電路的半導(dǎo)體集成電路裝置的電路圖。
圖9是本發(fā)明第5實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路圖。
圖10是本發(fā)明第5實(shí)施例的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路在發(fā)信時(shí)的等效電路圖。
圖11是以往的FET數(shù)字式收發(fā)信電路圖。
(第1實(shí)施例)下面，參照
本發(fā)明第1實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路圖。在圖1中，10是將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器，20是將所輸入的接收信號放大并輸出的低噪聲接收放大器，30是分時(shí)轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，40是將輸入進(jìn)來的接收信號阻抗和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第1匹配電路，50是將發(fā)信放大器10的輸出阻抗匹配為所規(guī)定阻抗值的第2匹配電路，60是將所輸入的發(fā)信信號阻抗和發(fā)信放大器10的大功率FET 12的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第3匹配電路，70是將轉(zhuǎn)換開關(guān)30、發(fā)信放大器10與收發(fā)信兩用天線80相連，且特性阻抗為50Ω的布線，71是對轉(zhuǎn)換開關(guān)30和第1匹配電路40進(jìn)行交流耦合的耦合電容。
在圖1所示的發(fā)信放大器10中，11是輸入發(fā)信信號的輸入端，12是所輸入的發(fā)信信號經(jīng)由第3匹配電路60輸入到柵電極且其源極接地的大功率FET，13是連接于大功率FET12的漏電極的電源端，14是通過電阻連接到大功率FET12的柵電極的控制端，15A是通過特性阻抗為50Ω的布線70連接到天線80的同時(shí)，連接于轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸入端31的輸出端。
在圖1所示的低噪聲接收放大器20中，21是接收信號通過第1匹配電路40輸入的輸入端，22是柵電極有接收信號輸入且源電極接地的低噪聲FET，23是連接于低噪聲FET22的漏電極的輸出端。
在圖1所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)30中，31是通過特性阻抗為50Ω的布線70連接于天線80的同時(shí)，又連接于發(fā)信放大器10的輸出端15A的輸入端，32是用來控制開關(guān)用FET34的開關(guān)控制信號的輸入端，33是將從天線80輸入進(jìn)來的接收信號輸出的輸出端。
在圖1所示的第1匹配電路40中，41是通過耦合電容71與轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸出端33相連接的輸入端，42是與低噪聲接收放大器20的輸入端21相連接的輸出端，43是其一端連接于輸入端41、另一端接地的第1電感線圈，44是其一端連接于輸入端41、另一端連接于輸出端42的第2電感線圈。由第1電感線圈43和第2電感線圈44構(gòu)成第1匹配電路40。
在圖1所示的第2匹配電路50中，51是一端連接于大功率FET12的漏電極、另一端接地的第1電容器，52是一端連接于大功率FET12的漏電極、另一端連接于第2電容器53的電感線圈，53是一端連接于電感線圈52、另一端連接于輸出端15A的第2電容器。由第1電容器51、電感線圈52和第2電容器53構(gòu)成第2匹配電路50。
在圖1所示的第3匹配電路60中，61是一端連接于發(fā)信放大器10的輸入端11、另一端連接于電感線圈62的第1電容器，62是其一端連接于第1電容器61、另一端連接于發(fā)信放大器10中大功率FET12的柵電極的電感線圈，63是一端連接于電感線圈62和大功率FET12的柵電極、另一端接地的第2電容器。由第1電容器61、電感線圈62和第2電容器63構(gòu)成第3匹配電路60。
另外，在本實(shí)施例中，假定發(fā)信放大器10、低噪聲接收放大器20和轉(zhuǎn)換開關(guān)30的FET是由GaAsFET或者硅MOSFET構(gòu)成的。
下面，參照圖1和圖2說明按上述所構(gòu)成的收發(fā)信電路的工作過程。
圖2是本發(fā)明第1實(shí)施例所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路接收信號時(shí)的等效電路圖。對圖2中和圖1所示的收發(fā)信電路相同的構(gòu)成元件使用相同的表示符號，故不再另加說明。
首先，對接收時(shí)的工作過程進(jìn)行說明。
如圖1所示，由天線80輸入進(jìn)來的微弱接收信號，通過特性阻抗為50Ω的布線70被輸入到轉(zhuǎn)換開關(guān)30。
其次，在轉(zhuǎn)換開關(guān)30中，受由開關(guān)控制信號輸入端32輸入進(jìn)來的控制信號的控制，開關(guān)用FET34導(dǎo)通，這樣，輸入進(jìn)來的接收信號通過開關(guān)用FET34從轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸出端33經(jīng)由耦合電容71被輸入到第1匹配電路40。
然后，將輸入進(jìn)來的接收信號的阻抗和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配后，該接收信號被輸入到低噪聲接收放大器20的輸入端21。此時(shí)，在發(fā)信放大器10中，通過對大功率FET12的控制端14施加控制電壓使大功率FET12導(dǎo)通，如圖2所示，就能使大功率FET12與純電阻12A等效，因此在接收時(shí)，能使發(fā)信側(cè)電路短路。從而，借助于構(gòu)成第1匹配電路40的第1電感線圈43和第2電感線圈44以及構(gòu)成第2匹配電路50的電感線圈52，能進(jìn)行低噪聲接收放大器20的輸入阻抗匹配。
然后，被輸入到低噪聲接收放大器20中的接收信號經(jīng)過低噪聲FET22放大之后，從低噪聲接收放大器20的輸出端23輸出。
另外，發(fā)信放大器10是由多個(gè)FET進(jìn)行多級放大時(shí)，將控制端14設(shè)在最后一級FET上即可。
下面，參照圖1對發(fā)信時(shí)的工作過程進(jìn)行說明。
首先，經(jīng)過調(diào)制而被放大到所規(guī)定的信號水平的發(fā)信信號被輸入到發(fā)信放大器10的輸入端11。
其次，由第3匹配電路60將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號的阻抗和大功率FET12的輸入阻抗進(jìn)行匹配之后，將所輸入的發(fā)信信號由大功率FET12放大到所希望的功率值。
其次，被放大了的發(fā)信信號經(jīng)過第2匹配電路50發(fā)生阻抗變換后，通過特性阻抗為50Ω的布線70被輸入到天線80，再作為電波從該天線80輸出。另外，由于轉(zhuǎn)換開關(guān)30中的開關(guān)用FET34斷開，所以接收側(cè)電路與天線80和發(fā)信放大器10之間失去電路上的聯(lián)系。
本實(shí)施例的特征為通過將發(fā)信放大器10斷開時(shí)的輸出阻抗和低噪聲接收放大器20的第1匹配電路40的輸出阻抗合在一起進(jìn)行低噪聲接收放大器20的輸入阻抗匹配，不經(jīng)由開關(guān)就能把發(fā)信放大器10和天線80連接起來。因此，就不需要發(fā)信用開關(guān)，從而發(fā)信放大器10的輸出信號因通過開關(guān)元件而造成的通過損耗消除了，能做到發(fā)信時(shí)低功耗化。
并且，有一個(gè)開關(guān)用FET就足夠了，因此轉(zhuǎn)換開關(guān)的小面積化和高集成化變得容易起來。
另外，在發(fā)信側(cè)斷開時(shí)，將電壓施加到大功率FET12的控制端14使其導(dǎo)通而使用時(shí)的電阻值在普通FET的正向電阻(即1歐姆)以下，所以可以忽視其對低噪聲接收放大器20的輸入阻抗匹配的影響。
(第2實(shí)施例)下面，參照
本發(fā)明第2實(shí)施例。
圖3是本發(fā)明第2實(shí)施例所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路圖。在圖3中，10是將所輸入的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器，20是將所輸入的接收信號放大并輸出的低噪聲接收放大器，30是分時(shí)轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，40是將輸入進(jìn)來的接收信號的阻抗和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第1匹配電路，50是將發(fā)信放大器10的輸出阻抗匹配為所規(guī)定阻抗值的第2匹配電路，60是將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號的阻抗和發(fā)信放大器10的大功率FET 12的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第3匹配電路，70是將發(fā)信放大器10的發(fā)信用輸出·接收用輸入兩用端15B和收發(fā)信兩用天線80連接起來的特性阻抗為50Ω的布線，71是將轉(zhuǎn)換開關(guān)30和第1匹配電路40進(jìn)行交流耦合的耦合電容。另外，對圖3中與圖1所示的各電路相同的構(gòu)成元件使用相同的表示符號，故不再另加說明。
與第1實(shí)施例不同之處為轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸入端31沒連接在發(fā)信放大器10的發(fā)信用輸出·接收用輸入兩用端15B，而連接在接收信號輸出端16；該接收信號輸出端16為第2匹配電路50中的大功率FET12的漏電極和第1電容器51的非接地端的共用端。
下面，參照圖3和圖4說明按上述所構(gòu)成的收發(fā)信電路的工作過程。
由于發(fā)信時(shí)的工作過程與第1實(shí)施例中所說明過的收發(fā)信電路相同，省略其說明，只對接收時(shí)的工作過程進(jìn)行說明。
圖4是本發(fā)明第2實(shí)施例所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路接收信號時(shí)的等效電路圖。
首先，如圖3所示，由天線80輸入進(jìn)來的微弱接收信號，通過特性阻抗為50Ω的布線70被輸入到發(fā)信放大器10的發(fā)信用輸出·接收用輸入兩用端15B，然后經(jīng)由第2匹配電路50再被輸入到轉(zhuǎn)換開關(guān)30。
其次，在轉(zhuǎn)換開關(guān)30中，由開關(guān)控制信號輸入端32輸入進(jìn)來的控制信號控制開關(guān)用FET34使其導(dǎo)通，這樣，輸入進(jìn)來的接收信號通過開關(guān)用FET34從轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸出端33經(jīng)由耦合電容71被輸入到第1匹配電路40。
然后，由第1匹配電路40將所輸入的接收信號阻抗和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配之后，該接收信號被輸入到低噪聲接收放大器20的輸入端21。此時(shí)，在發(fā)信放大器10中，通過對大功率FET12的控制端14施加控制電壓使大功率FET12導(dǎo)通，如圖4所示，能使大功率FET12與純電阻12A等效，因此在接收時(shí)能使發(fā)信側(cè)電路短路。從而，借助于構(gòu)成第1匹配電路40的第1電感線圈43和第2電感線圈44以及構(gòu)成第2匹配電路50的電感線圈52，能進(jìn)行低噪聲接收放大器20的輸入阻抗匹配。
然后，被輸入到低噪聲接收放大器20中的接收信號經(jīng)過低噪聲FET22放大之后，從低噪聲接收放大器20的輸出端23輸出。
另外，發(fā)信放大器10是由多個(gè)FET進(jìn)行多級放大時(shí)，將控制端14設(shè)在最后一級FET上即可。
這樣，如果采用第2實(shí)施例，在接收時(shí)，如圖4所示，通過把第2匹配電路50中的電感線圈52兼作第1匹配電路40所需的電感線圈43用，能減少元件數(shù)，結(jié)果能縮小第1匹配電路40。
也就是說，在接收時(shí)，只要由第1匹配電路40和第2匹配電路50的元件匹配天線80和低噪聲接收放大器20的阻抗即可，因而與第1實(shí)施例相比，提高了設(shè)計(jì)第1匹配電路40的自由度。
例如，第1匹配電路40一旦固定下來，第1匹配電路40自身就不能改變了。但盡管如此，如果在第2匹配電路50中將接收信號輸出端16設(shè)在與低噪聲接收放大器20的阻抗匹配達(dá)到最優(yōu)化的位置上，也能把轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸入端31連接到該接收信號輸出端16，所以能同時(shí)減少元件數(shù)。
圖5和圖6表示第2匹配電路50的各變形例以及在該各變形例中與低噪聲接收放大器20的阻抗匹配能最優(yōu)化的位置上所設(shè)置的接收信號輸出端16的變形例。在圖5(a)所示的第2匹配電路50中，接收信號輸出端16A被連接在電感線圈52和第2電容器53的結(jié)點(diǎn)上。在圖5(b)所示的第2匹配電路50A中，電感線圈被分割為52A和52B，接收信號輸出端16B被連接在大功率FET12的漏電極(圖中未示)和第1電容器51的非接地端的共用端上。在圖5(c)所示的第2匹配電路50A中，接收信號輸出端16C被連接在電感線圈52A和52B的共用端上。在圖5(d)所示的第2匹配電路50B中，電感線圈52的一端接地、另一端與大功率FET12的漏電極和第1電容器51的非接地端的共用端相連，接收信號輸出端16D被連接在該共用端上。圖6(a)所示的第2匹配電路50C是對第2匹配電路50追加了一個(gè)第2電感線圈54，第2電感線圈54的一端接地、另一端與大功率FET12的漏電極和第1電容器51的非接地端的共用端相連，接收信號輸出端16E被連接在該共用端上。在圖6(b)所示的第2匹配電路50C中，接收信號輸出端16F被連接在電感線圈52和第2電容器53的結(jié)點(diǎn)上。圖6(c)所示的第2匹配電路50D是對第2匹配電路50C追加了一個(gè)第3電容器55，第3電容器55的一端接地、另一端與電感線圈52和第2電容器53的結(jié)點(diǎn)相連，接收信號輸出端16G被連接在大功率FET12的漏電極(圖中未示)和第1電容器51的非接地端的共用端上。在圖6(d)所示的第2匹配電路50D中，接收信號輸出端16H被連接在電感線圈52、第2電容器53和第3電容器55的共同結(jié)點(diǎn)上。
(第3實(shí)施例)下面，參照
本發(fā)明第3實(shí)施例。
圖7是本發(fā)明第3實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的電路圖。將第1實(shí)施例中所說明的通信用無線電裝置的GaAsFET收發(fā)信電路集成在半導(dǎo)體基板上，便可形成此裝置。
在圖7中，10是將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器，20是將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的低噪聲接收放大器，30是分時(shí)轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，40是將輸入進(jìn)來的接收信號的阻抗和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第1匹配電路，50是將發(fā)信放大器10的輸出阻抗匹配為所規(guī)定阻抗值的第2匹配電路，60是將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號的阻抗和發(fā)信放大器10的大功率FET 12的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第3匹配電路，70是將天線側(cè)輸出入端72和收發(fā)信兩用天線80相連接的特性阻抗為50Ω的布線，71是將轉(zhuǎn)換開關(guān)30和第1匹配電路40進(jìn)行交流耦合的耦合電容。
以上所說明的包括第2匹配電路50和第3匹配電路60的發(fā)信放大器10、低噪聲接收放大器20、轉(zhuǎn)換開關(guān)30以及第1匹配電路40都形成在半導(dǎo)體基板1上。
在圖7所示的發(fā)信放大器10中，11是輸入發(fā)信信號的輸入端，12是所輸入的發(fā)信信號通過第3匹配電路60被輸入柵電極且源電極接地的大功率FET，13是與大功率FET12的漏電極相連的電源端，14是與大功率FET12的柵電極相連的控制端，15A是與天線側(cè)輸出入端72和轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸入端31相連的輸出端。
在圖7中所示的低噪聲接收放大器20中，21是接收信號通過第1匹配電路40被輸入的低噪聲接收放大器20的輸入端，22是柵電極有接收信號輸入、源電極接地的低噪聲FET，23是與低噪聲FET22的漏電極相連的低噪聲接收放大器20的輸出端。
在圖7中所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)30中，31是通過特性阻抗為50Ω的布線70連接于天線80的同時(shí)，又連接于發(fā)信放大器10的輸出端15A的輸入端，32是用來控制開關(guān)用FET的開關(guān)控制信號的輸入端，33是將從天線80輸入進(jìn)來的接收信號輸出的輸出端，34是構(gòu)成轉(zhuǎn)換開關(guān)30的開關(guān)用FET。另外，對圖7中與圖1所示的各匹配電路相同的構(gòu)成元件使用相同的表示符號，故不再另加說明。
再者，本實(shí)施例的半導(dǎo)體集成電路裝置的工作過程與第1實(shí)施例的相同，所以省略其說明。
如果采用本實(shí)施例，通過將發(fā)信放大器10斷開時(shí)的輸出阻抗和低噪聲接收放大器20的第1匹配電路40的輸出阻抗合在一起進(jìn)行低噪聲接收放大器20的輸入阻抗匹配，不經(jīng)由開關(guān)也能將發(fā)信放大器10和天線80連接起來。這樣，就不要使用發(fā)信用開關(guān)，故能消除發(fā)信放大器10的輸出信號因通過開關(guān)元件而產(chǎn)生的通過損耗，從而能做到發(fā)信時(shí)低功耗化。
還有，有一個(gè)開關(guān)用FET就足夠了，所以能縮小轉(zhuǎn)換開關(guān)在收發(fā)信電路中的占有面積，高集成化就容易起來，進(jìn)而對裝有本實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的通信用無線電裝置的小型化和低成本化能有貢獻(xiàn)。
另外，雖在本實(shí)施例中，使用GaAsFET作為構(gòu)成發(fā)信放大器10、低噪聲接收放大器20和轉(zhuǎn)換開關(guān)30的FET，但代替此，使用硅MOSFET也可。
再者，在發(fā)信側(cè)斷開時(shí)，給大功率FET12的控制端14施加電壓使其導(dǎo)通而使用時(shí)的電阻值在普通FET的正向電阻值(即1Ω)以下，所以能忽視其對低噪聲接收放大器20的輸入阻抗匹配的影響。
(第4實(shí)施例)下面，參照
本發(fā)明第4實(shí)施例。
圖8是本發(fā)明第4實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的電路圖。將第2實(shí)施例中所說明的通信用無線電裝置的GaAsFET收發(fā)信電路集成在半導(dǎo)體基板上，便可形成此裝置。
在圖8中，10是將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器，20是將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的低噪聲接收放大器，30是分時(shí)轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，40是將所輸入的接收信號的阻抗和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第1匹配電路，50是將發(fā)信放大器10的輸出阻抗匹配為所規(guī)定阻抗值的第2匹配電路，60是將所輸入的發(fā)信信號的阻抗和發(fā)信放大器10的大功率FET12的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第3匹配電路，70是將天線側(cè)輸出入端72與收發(fā)信兩用天線80相連的特性阻抗為50Ω的布線，71是將轉(zhuǎn)換開關(guān)30和第1匹配電路40進(jìn)行交流耦合的耦合電容。另外，對與圖3所示的各電路元件相同的構(gòu)成元件使用相同的表示符號，故不再另加說明。
以上所說明的包括第2匹配電路50和第3匹配電路60的發(fā)信放大器10、低噪聲接收放大器20、轉(zhuǎn)換開關(guān)30以及第1匹配電路40都形成在半導(dǎo)體基板1上。
第4實(shí)施例的特征為轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸入端31沒連接在發(fā)信放大器10的發(fā)信用輸出·接收用輸入兩用端15B，而連接在第2匹配電路50中的接收信號輸出端16。
另外，收發(fā)信電路接收時(shí)和發(fā)信時(shí)的工作過程與第2實(shí)施例中所說明過的相同，故不再加以說明。
如果采用第4實(shí)施例，在接收時(shí)，在圖8所示的發(fā)信放大器10中，通過將控制電壓施加到大功率FET12的控制端14使大功率FET12導(dǎo)通，從而將它作為純電阻12A而使用，由此能把發(fā)信側(cè)短路而斷開。
并且，如圖8所示，通過把第2匹配電路50中的電感線圈52兼作第1匹配電路40所需的電感線圈用，結(jié)果能減少元件數(shù)，并能縮小第1匹配電路40。
也就是說，在接收時(shí)，只要由第1匹配電路40和第2匹配電路50的元件匹配天線80和低噪聲接收放大器20的阻抗即可，因此與第3實(shí)施例相比，提高了設(shè)計(jì)第1匹配電路40的自由度。例如，在第2匹配電路50中，通過將接收信號輸出端16設(shè)在與低噪聲接收放大器20的阻抗匹配達(dá)到最優(yōu)化的位置上，能把轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸入端31連接到該接收信號輸出端16，所以能同時(shí)減少元件數(shù)。不用說在圖5和圖6中所示的第2匹配電路50的各變形例50A～50D以及該各變形例中的接收信號輸出端的變形例16A～16H在這里也都適用。
還有，有一個(gè)開關(guān)用FET就足夠了，所以能縮小轉(zhuǎn)換開關(guān)30和第1匹配電路40在收發(fā)信電路中的占有面積，更容易做到高集成化，進(jìn)而對裝有本實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置的通信用無線電裝置的小型化和低成本化能有進(jìn)一步的貢獻(xiàn)。
(第5實(shí)施例)下面，參照
本發(fā)明第5實(shí)施例。
圖9是本發(fā)明第5實(shí)施例所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路圖。
第5實(shí)施例的特征為不象上述所說明過的實(shí)施例那樣把收發(fā)信轉(zhuǎn)換開關(guān)連接到天線和低噪聲接收放大器之間，而是將其連接到天線和發(fā)信放大器之間。在圖9中，10是將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器，20是將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的低噪聲接收放大器，30是分時(shí)轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，40是將所輸入的接收信號的阻抗和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第1匹配電路，50是將發(fā)信放大器10的輸出阻抗匹配為所規(guī)定阻抗值的第2匹配電路，60是將所輸入的發(fā)信信號的阻抗和發(fā)信放大器10的大功率FET 12的輸入阻抗進(jìn)行匹配的第3匹配電路，70是將轉(zhuǎn)換開關(guān)30和第1匹配電路40連接到收發(fā)信兩用天線80，特性阻抗為50Ω的布線，71是將轉(zhuǎn)換開關(guān)30和第1匹配電路40進(jìn)行交流耦合的耦合電容。
在圖9所示的發(fā)信放大器10中，11是輸入發(fā)信信號的輸入端，12是所輸入的發(fā)信信號通過第3匹配電路60輸入到柵電極且源電極接地的大功率FET，13是與大功率FET12的漏電極相連的電源端，15A是與轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸入端31相連的輸出端。
在圖9所示的低噪聲接收放大器20中，21是接收信號通過耦合電容71和第1匹配電路40被輸入的輸入端，22是柵電極有接收信號輸入、源電極接地的低噪聲FET，23是與低噪聲FET22的漏電極相連的輸出端，24是與低噪聲FET22的柵電極相連的控制端。
在圖9所示的轉(zhuǎn)換開關(guān)30中，31是與發(fā)信放大器10的輸出端15相連的輸入端，32是用來控制開關(guān)用FET的開關(guān)控制信號的輸入端，33是將放大后的發(fā)信信號輸出到天線80的輸出端，34是構(gòu)成轉(zhuǎn)換開關(guān)30的開關(guān)用FET。
在圖9所示的第1匹配電路40中，41是通過耦合電容71和特性阻抗為50Ω的布線與天線80相連，同時(shí)與轉(zhuǎn)換開關(guān)30的輸出端33相連的輸入端，42是與低噪聲接收放大器20的輸入端21相連的輸出端，43是一端與第1匹配電路40的輸入端41相連、另一端接地的第1電感線圈，44是一端與第1匹配電路40的輸入端41相連、另一端與輸出端42相連的第2電感線圈。由第1電感線圈43和第2電感線圈44構(gòu)成第1匹配電路40。
在圖9所示的第2匹配電路50中，51是一端與大功率FET的漏電極相連、另一端接地的第1電容器，52是一端與大功率FET的漏電極相連、另一端與第2電容器53相連的電感線圈，53是一端與電感線圈52相連、另一端與發(fā)信放大器10的輸出端15A相連的第2電容器。由第1電容器51、電感線圈52和第2電容器53構(gòu)成第2匹配電路50。
另外，在該收發(fā)信電路中，假定發(fā)信放大器10、低噪聲接收放大器20和轉(zhuǎn)換開關(guān)30的各FET是由GaAsFET構(gòu)成的。
下面，參照圖9和圖10說明按上述所構(gòu)成的收發(fā)信電路的工作過程。
圖10是本發(fā)明第5實(shí)施例所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路發(fā)信時(shí)的等效電路圖。對圖10中與圖9所示的收發(fā)信電路相同的構(gòu)成元件使用相同的表示符號，故不再另加說明。
首先，對接收時(shí)的工作過程進(jìn)行說明。
如圖9所示，從天線80輸入進(jìn)來的微弱接收信號，通過特性阻抗為50Ω的布線70之后，經(jīng)由耦合電容71被輸入到第1匹配電路40。
然后，由第1匹配電路40將所輸入的接收信號和低噪聲接收放大器20的輸入阻抗進(jìn)行匹配之后，該接收信號被輸入到低噪聲接收放大器20的輸入端21。所輸入的接收信號由低噪聲FET22放大之后，從低噪聲接收放大器20的輸出端23輸出。由于轉(zhuǎn)換開關(guān)30中的開關(guān)用FET34斷開，發(fā)信側(cè)與天線80和低噪聲接收放大器20之間失去電路上的聯(lián)系。
其次，對發(fā)信時(shí)的工作過程進(jìn)行說明。
首先，經(jīng)調(diào)制而被放大到所規(guī)定信號水平的發(fā)信信號被輸入到發(fā)信放大器10的輸入端11。
然后，經(jīng)過第3匹配電路60將所輸入的發(fā)信信號的阻抗和大功率FET12的輸入阻抗進(jìn)行匹配后，所輸入的發(fā)信信號被大功率FET12放大到所希望的功率值。
此時(shí)，在圖9所示的低噪聲接收放大器20中，通過將肖脫基電壓以上的正電位施加給低噪聲FET22的控制端24使低噪聲FET22導(dǎo)通，如圖10所示，能使低噪聲FET22與純電阻22A等效，所以發(fā)信時(shí)能把接收側(cè)電路短路。從而，借助于構(gòu)成第1匹配電路40的第1電感線圈43和第2電感線圈44以及構(gòu)成第2匹配電路50的電感線圈52，能把發(fā)信放大器10的輸出阻抗匹配為所規(guī)定的阻抗值。
然后，阻抗匹配后的發(fā)信信號通過特性阻抗為50Ω的布線70被輸入到天線80，從該天線80作為電波被輸出。
另外，還要進(jìn)行第1匹配電路和第2匹配電路的阻抗匹配以免放大后的發(fā)信信號傳流到低噪聲接收放大器20一側(cè)。
如上所述，按照第5實(shí)施例，通過將低噪聲接收放大器20斷開時(shí)的阻抗和發(fā)信放大器10的第2匹配電路50的阻抗合在一起進(jìn)行發(fā)信放大器10的輸出匹配，不經(jīng)由開關(guān)也能把低噪聲接收放大器20和天線80相連接。因此，就不要使用接收用開關(guān)，從而能消除低噪聲接收放大器20的輸入信號通過開關(guān)元件時(shí)所發(fā)生的通過損耗。
再者，微弱的接收信號也不會衰減，所以能提高放大時(shí)的信噪比。另外，由于有一個(gè)開關(guān)用FET就足夠了，因此容易做到開關(guān)的小型化和集成化。
綜上所述，按照本發(fā)明所涉及的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路，發(fā)信時(shí)，由于發(fā)信放大器的輸出端不通過轉(zhuǎn)換開關(guān)而連接到天線，所以能消除因通過開關(guān)所造成的發(fā)信信號的損耗，從而能降低功耗；接收時(shí)，通過把發(fā)信放大用FET作電阻用，便能使發(fā)信側(cè)短路，因此發(fā)信側(cè)就不需要轉(zhuǎn)換開關(guān)，從而只用一個(gè)開關(guān)元件就能構(gòu)成接收側(cè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。這樣，能縮小轉(zhuǎn)換開關(guān)的電路面積，從而能達(dá)到整個(gè)收發(fā)信電路小型化的目的。
再者，由于本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體集成電路裝置是由本發(fā)明中所述的通信用無線電裝置的收發(fā)信電路構(gòu)成的，所以如果采用此裝置，能降低發(fā)信時(shí)的功耗，同時(shí)還能使整個(gè)收發(fā)信電路小型化，對高集成化有利。其結(jié)果，可降低半導(dǎo)體集成電路裝置的價(jià)格。
權(quán)利要求
1.一種通信用無線電裝置的收發(fā)信電路，其特征在于包括將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器；將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器；以及與收發(fā)信兩用天線相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號，上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用場效應(yīng)晶體管(FET)；被連接于上述FET的漏電極和上述天線之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路；與上述FET的柵電極相連的控制端；以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線相連的輸出端。
2.一種通信用無線電裝置的收發(fā)信電路，其特征在于包括將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器；將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器；以及與收發(fā)信兩用天線相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號，上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用FET；被連接于上述FET的漏電極和上述天線之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路；與上述FET的柵電極相連的控制端；以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線相連的輸出端，上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的天線側(cè)輸入端被連接于上述匹配電路中發(fā)信信號的輸出端之外的其他端上。
3.一種半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體基板；在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器；在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器；以及在上述半導(dǎo)體基板上形成，與收發(fā)信兩用天線側(cè)輸出入端相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線側(cè)輸出入端，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線側(cè)輸出入端輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號，上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用FET；被連接于上述FET的漏電極和上述天線側(cè)輸出入端之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路；與上述FET的柵電極相連的控制端；以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線側(cè)輸出入端相連的輸出端。
4.一種半導(dǎo)體集成電路裝置，其特征在于包括半導(dǎo)體基板；在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的發(fā)信信號放大并輸出的發(fā)信放大器；在該半導(dǎo)體基板上形成的將輸入進(jìn)來的接收信號放大并輸出的接收放大器；以及在上述半導(dǎo)體基板上形成，與收發(fā)信兩用天線側(cè)輸出入端相連，用來轉(zhuǎn)換發(fā)信狀態(tài)和接收狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，其中發(fā)信狀態(tài)時(shí)上述發(fā)信放大器所輸出的發(fā)信信號被輸出到上述天線側(cè)輸出入端，接收狀態(tài)時(shí)從上述天線側(cè)輸出入端輸入將要輸入到上述接收放大器的接收信號，上述發(fā)信放大器具有柵電極與發(fā)信信號的輸入端相連，漏電極與電源端相連，并源電極接地的放大用FET；被連接于上述FET的漏電極和上述天線側(cè)輸出入端之間，用來將上述FET的輸出阻抗和上述天線側(cè)阻抗進(jìn)行匹配的匹配電路；與上述FET的柵電極相連的控制端；以及不需通過上述轉(zhuǎn)換開關(guān)便與上述天線側(cè)輸出入端相連的輸出端，上述轉(zhuǎn)換開關(guān)的天線側(cè)輸入端被連接于上述匹配電路中發(fā)信信號的輸出端之外的其他端上。
全文摘要
本發(fā)明的收發(fā)信電路包括:低噪聲接收放大器(20)、進(jìn)行低噪聲接收放大器(20)的輸入阻抗變換的第1匹配電路(40)、具有變換發(fā)信信號阻抗的第2匹配電路(50)和第3匹配電路(60)的發(fā)信放大器(10)以及轉(zhuǎn)換收發(fā)信狀態(tài)的轉(zhuǎn)換開關(guān)(30)。發(fā)信放大器(10)具有與大功率FET(12)的柵電極相連的控制端(14),并且發(fā)信放大器(10)的輸出端(15A)無需通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(30)便能與天線(80)相連。
文檔編號H04B1/44GK1203710SQ9619869
公開日1998年12月30日 申請日期1996年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月18日
發(fā)明者伊藤順治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社