3 zeigt das Prinzipschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Schalters 1 mit dem Feldeffekt-Transistor Q1. Der Feldeffekt-Transistor Q1 ist in diesem Ausführungsbeispiel als selbstleitender n-Kanal-Metall-Halbleiter-Feldeffekt-Transistor auf Gallium-Arsenid-Basis ausgeführt. Der Sourceanschluß S und der Drainanschluß D sind wie in der 1 beschaltet. Zwischen Eingang In und Sourceanschluß S wird das zu schaltende Signal Vin ausgekoppelt und an eine Umsetzeinrichtung A geführt. Die Umsetzeinrichtung A weist eine kleine Ausgangsimpedanz und eine große Eingangsimpedanz auf, womit das zu schaltende Signal Vin rückwirkungsfrei ausgekoppelt wird. Die Umsetzeinrichtung A weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Spannungs-Verstärkungsfaktor v von etwa 1 auf und erzeugt ein Korrektursignal Sc, welches ausgangsseitig der Umsetzeinrichtung A an die Schalteinrichtung Sw geführt ist. Eine erste, in diesem Ausführungsbeispiel negative Gleichspannung V1, deren Wert beispielsweise –6 Volt beträgt, ist ebenfalls an die Schalteinrichtung Sw geführt. Weiterhin ist die Schalteinrichtung Sw mit dem Steueranschluß Con verbunden, welcher über den Widerstand RG mit dem Gateanschluß G verbunden ist.

Der EIN-Zustand ON wird dadurch hergestellt, daß die Schalteinrichtung Sw das Korrektursignal Sc auf den Steueranschluß Con legt bzw. schaltet. Der AUS-Zustand OFF wird durch Schalten der ersten Gleichspannung V1 auf den Steueranschluß Con erwirkt. Die Schalteinrichtung Sw ist in Form eines Umschalters ausgeführt der jeweils entweder nur das Korrektursignal Sc oder die erste Gleichspannung V1 auf den Steueranschluß Con schaltet.

Bedingt durch das während des EIN-Zustandes ON am Steueranschluß Con anliegende Korrektursignal Sc kann sich keine Spannungsdifferenz zwischen Gateanschluß G und Sourceanschluß S aufbauen, womit der EIN-Zustand ON sicher gehalten wird. Die Bandbreite der Umsetzeinrichtung A muß nur für den Frequenzbereich bemessen werden, in dem die Admittanz der in 2 gezeigten Kapazitäten C1, C2 klein gegenüber dem Leitwert von RG ist. Die Schalteinrichtung SW kann leicht elektronisch realisiert werden. Die Umsetzeinrichtung A kann ebenfalls aus n-Kanal-Metall-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren aufgebaut sein.

4 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, ähnlich dem Ausführungsbeispiel von 3. Im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Umsetzeinrichtung A und dem Steueranschluß Con ein Signaladdierer LS angeordnet, welcher mit der Schalteinrichtung Sw verbunden ist. Die Schalteinrichtung Sw ist weiterhin mit einer zweiten Gleichspannung V2 und mit der ersten Gleichspannung V1 verbunden. Die zweite Gleichspannung V2 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 0 Volt, was durch eine direkte Verbindung mit dem Bezugspotential Gr erreicht wird. Im EIN-Zustand ON verbindet die Schalteinrichtung Sw das Bezugspotential Gr mit dem Signaladdierer LS. Im AUS-Zustand OFF wird die in diesem Ausführungsbeispiel negative Gleichspannung V1 auf den Signaladdierer LS geschaltet. Im EIN-Zustand ON wird somit die zweite Gleichspannung V2 und im AUS-Zustand OFF die erste Gleichspannung V1 dem Korrektursignal Sc überlagert und auf den Steuereingang Con geführt. Für den EIN-Zustand ON gleicht somit die Korrekturspannung Sc der Spannung des zu schaltenden Signals Vin. Für den AUS-Zustand OFF entspricht die Spannung des Steuersignals Vc der mit dem Korrektursignal Sc addierten ersten Gleichspannung V1, wobei die erste Gleichspannung V1 in diesem Ausführungsbeispiel kleiner bzw. negativer als die Abschnürspannung (Pinch-off-Spannung) des Feldeffekt-Transistors Q1 ist. Durch den in 4 gezeigten erfindungsgemäßen elektronischen Schalter 1 wird somit eine Verbesserung des Betriebsverhaltens im EIN-Zustand ON und im AUS-Zustand OFF erreicht.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer schaltungstechnischen Realisierung des ersten. Ausführungsbeispiels von 3, wobei der Steueranschluß Con mit dem Sourceanschluß S2 eines zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 und mit dem Drainanschluß D3 eines dritten Feldeffekt-Transistors Q3 verbunden ist. Der Gateanschluß G3 und der Sourceanschluß S3 des dritten Feldeffekt-Transistors Q3 sind mit einer gemeinsamen fünften Spannung V5 verbunden, welche in diesem Ausführungsbeispiel kleiner bzw. negativer ist als das Bezugspotential Gr. Der Gateanschluß G2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 ist über einen Vorwiderstand RG1, welcher zur Begrenzung des Stromes über den Schottkykontakt zwischen Gateanschluß G2 und Drainanschluß D2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 dient und beispielsweise 10 kOhm beträgt, mit dem Eingang In und dem Sourceanschluß S des ersten Feldeffekt-Transistors Q1 verbunden. Der Drainanschluß D2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 ist über die Schalteinrichtung Sw wahlweise mit einer in diesem Ausführungsbeispiel zu dem Bezugspotential Gr positiven dritten Spannung V3 oder negativen vierten Spannung V4 verbunden. Die Außenbeschaltung des Eingangs In und Ausgangs Out, sowie des Source-, Gate- und Drainanschlußes S, G, D des ersten Feldeffekt-Transistors Q1 ist wie in den vorangegangenen Beispielen. Der zweite und dritte Feldeffekt-Transistor Q2, Q3 weisen in diesem Ausführungsbeispiel gleiche elektrische Kennlinien auf. Für eine Integration kann der zweite und dritte Feldeffekt-Transistor Q2, Q3 in seinen geometrischen Abmessungen gegenüber dem Transistor Q1 sehr klein gewählt werden, beispielsweise nur 1 × 20 &mgr;m.

Im EIN-Zustand ON ist die dritte Spannung V3 durch die Schalteinrichtung Sw auf den Drainanschluß D2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 geschaltet, wobei der zweite Feldeffekt-Transistor Q2 damit einen Sourcefolger mit aktiver Last, welche durch den dritten Feldeffekt-Transistor Q3 realisiert ist, bildet. Durch die direkte Verbindung des Gateanschlußes G3 und des Sourceanschlußes S3 des dritten Feldeffekt-Transistors Q3 wird der dritte Feldeffekt-Transistor Q3 im Stromquellenbereich betrieben und es fließt ein Sättigungsstrom von beispielsweise 6 mA. Auf diese Weise folgt das am Sourceanschluß S2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 anliegende Steuersignal Vc dem zu schaltenden Signal Vin ohne Potentialverschiebung.

Im AUS-Zustand OFF ist die vierte Spannung V4 durch die Schalteinrichtung Sw auf den Drainanschluß D2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 geschaltet. Das am Sourceanschluß S2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 auftretende Steuersignal Vc nimmt in dieser Weise im AUS-Zustand OFF einen festen negativen Wert an.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer schaltungstechnischen Realisierung des zweiten Ausführungsbeispiels in 4, wobei der Steueranschluß Con mit dem Drainanschluß D3 des dritten Feldeffekt-Transistors Q3 und mit dem ersten Pol eines ersten Widerstandes R1 verbunden ist. Der zweite Pol des ersten Widerstandes R1 ist mit dem Sourceanschluß S2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 verbunden. Der Drainanschluß D2 des zweiten Feldeffekt-Transistors Q2 ist mit einer sechsten Gleichspannung V6 verbunden, während sein Gateanschluß G2 mit dem Eingang In und dem Sourceanschluß G des ersten Feldeffekt-Transistors Q1 verbunden ist. Eine siebte Gleichspannung V7 ist auf den Gateanschluß G3 des dritten Feldeffekt-Transistors Q3, einen ersten Pol eines zweiten Widerstands R2 und auf die Schalteinrichtung Sw geführt. Die Schalteinrichtung Sw ist andererseits mit einem ersten Pol eines dritten Widerstands R3 verbunden. Der zweite Pol des dritten Widerstands R3 ist mit dem zweiten Pol des zweiten Widerstands R2 gemeinsam auf den Sourceanschluß S3 des dritten Feldeffekt-Transistors Q3 geführt.

Die Außenbeschaltung des Eingangs In und Ausgangs Out, sowie des Source-, Gate- und Drainanschlußes (S, G, D) des ersten Feldeffekt-Transistors Q1 ist wie in den vorangegangenen Beispielen ausgeführt. Der zweite und dritte Feldeffekt-Transistor Q2, Q3, sowie der erste und zweite Widerstand R1, R2 weisen in diesem Ausführungsbeispiel gleiche elektrische Kennlinien auf.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die sechste Gleichspannung V6 positiv zum Bezugspotential Gr und die siebte Gleichspannung V7 negativ zum Bezugspotential Gr.

Der dritte Feldeffekt-Transistor Q3 bildet mit dem zweiten Widerstand R2 eine Stromquelle mit einem Drainstrom, der kleiner ist als der Sättigungsstrom. Die Schalteinrichtung Sw ist im EIN-Zustand ON geöffnet und schaltet im AUS-Zustand OFF den dritten Widerstand R3 parallel zu dem zweiten Widerstand R2. Durch den unmittelbar an der siebten Gleichspannung V7 angeschlossenen Gateanschluß G3 des dritten Feldeffekt-Transistors Q3 hängt der Drainstrom des dritten Feldeffekt-Transistors Q3 bei konstanter Spannung über der Drain-Source-Strecke des dritten Feldeffekt-Transistors Q3 nur vom Widerstandswert des zweiten Widerstands R2 bzw. dem Ersatzwiderstandswert der parallel geschalteten Widerstände R2 und R3 ab. Im EIN-Zustand ON, also bei geöffneter Schalteinrichtung Sw, liegt am Steuereingang Con, das vom zu schaltenden Signal Vin nachgebildete Korrektursignal Sc ohne eine überlagerte Gleichspannung an. Das Steuersignal Vc entspricht in diesem Fall dem Korrektursignal Sc. Im AUS-Zustand OFF wird das am Steuereingang Con herrschende Potential der negativen siebten Spannung V7 angenähert, wobei Spannungsschwankungen am Eingang In weiterhin zur Bildung eines Korrektursignals Sc führen. Das Korrektursignal Sc wird also von einer negativen Gleichspannung überlagert. Diese negative Gleichspannung ist vorzugsweise so groß, wie die Abschnürspannung (Pinch-off-Spannung) des ersten Feldeffekt-Transistors Q1. Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbessert das Schaltverhalten des elektronischen Schalters 1 sowohl im EIN-Zustand ON als auch im AUS-Zustand OFF. Sie eignet sich besonders für eine Integration auf einem Halbleiterchip und für den Einsatz bei elektronischen Schaltern, die Transistor-Typen mit betragsmäßig kleiner Abschnürspannung verwenden. Solche Transistoren sind beispielsweise High-Elektron-Mobility-Transistoren (HEMT), welche beispielsweise Abschnürspannungen von –1 Volt aufweisen.

7 zeigt eine schematische Darstellung einer schaltungstechnischen Realisierung des erfindungsgemäßen elektronischen Schalters 1 mit einem Operationsverstärker OA, dessen nichtinvertierender Eingang (+) über einen sechsten Widerstand R6 mit dem Eingang In verbunden ist und dessen invertierender Eingang (–) über einen vierten Widerstand R4 mit der Schalteinrichtung Sw verbunden ist, wobei die Schalteinrichtung Sw den vierten Widerstand R4 wahlweise im EIN-Zustand ON mit dem Bezugspotential Gr oder im AUS-Zustand OFF mit einer in diesem Ausführungsbeispiel positiven achten Gleichspannung V8 verbindet. Ein fünfter Widerstand R5 verbindet den mit dem Steueranschluß Con verbundenen Ausgang des Operationsverstärkers OA mit seinem invertierenden Eingang (–). Über einen siebten Widerstand R7 ist der nichtinvertierende Eingang (+) mit dem Bezugspotential Gr verbunden.

Die Außenbeschaltung des Eingangs In und Ausgangs Out, sowie des Source-, Gate- und Drainanschlusses (S, G, D) des ersten Feldeffekt-Transistors Q1 ist wie in den vorangegangenen Beispielen ausgeführt. Der vierte, fünfte, sechste und siebte Widerstand R4, R5, R6, R7 weisen in diesem Ausführungsbeispiel etwa gleiche Widerstandswerte auf, womit für den EIN-Zustand ON am Steuereingang Con ein nicht von einer Gleichspannung überlagertes Korrektursignal Sc anliegt. Im AUS-Zustand OFF entspricht der Spannungsverlauf des Steuersignals Vc dem Spannungsverlauf des zu schaltenden Signals Vin, überlagert von der positiven achten Gleichspannung V8.

Auch dieses Ausführungsbeispiel verbessert das Niederfrequenz-Großsignal-Verhalten des elektronischen Schalters 1 sowohl im EIN-Zustand ON als auch im AUS-Zustand OFF.