WO2003030385A1 - Circuit arrangement, switching module including said circuit arrangement and use of said switching module - Google Patents

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WO2003030385A1
WO2003030385A1 PCT/DE2002/003666 DE0203666W WO03030385A1 WO 2003030385 A1 WO2003030385 A1 WO 2003030385A1 DE 0203666 W DE0203666 W DE 0203666W WO 03030385 A1 WO03030385 A1 WO 03030385A1
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circuit arrangement
arrangement according
switching unit
protective device
antenna
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PCT/DE2002/003666
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Christian Block
Holger FLÜHR
Kurt Wiesbauer
Johann Riedler
Heinz Ragossnig
Heinz Florian
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Epcos Ag
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/18Input circuits, e.g. for coupling to an antenna or a transmission line
    • HELECTRICITY
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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40Circuits
    • H04B1/44Transmit/receive switching
    • H04B1/48Transmit/receive switching in circuits for connecting transmitter and receiver to a common transmission path, e.g. by energy of transmitter

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement which has an antenna input, a signal input and a signal output.
  • the circuit arrangement has a switching unit which optionally connects the antenna input to the signal input or the signal output.
  • the circuit arrangement has a control line.
  • Circuit arrangements of the type mentioned are often used as multiband front-end modules for mobile telephones.
  • they are connected to the antenna of the mobile phone at the antenna input. Touching the antenna by an electrically charged user can lead to electrostatic discharge, as they are also known under the name "Electrostatic Discharge ESD".
  • ESD Electrostatic Discharge
  • These electrostatic discharges can generate voltage peaks that are suitable for destroying the circuit arrangement. Accordingly, it is necessary to equip circuit arrangements of the type mentioned at the outset with a protective device against ESD.
  • circuit arrangements of the type mentioned which are equipped with a protective device against ESD.
  • the protective device is formed by an electrical high-pass filter in which a capacitance is connected in series and an inductance is connected in parallel to the antenna input path.
  • the known circuit arrangement has the disadvantage that only the ESD pulse coupled directly into the circuit arrangement via the antenna can be reduced with the aid of the ESD protection device.
  • an electrical Trostatic discharge also generate a high voltage on the circuit arrangement via ground coupling. This can happen, for example, in that the control input usually used in a switch is either at a high potential (high) or at a low potential
  • the high potential is defined in that it is, for example, 2.3 V above the ground potential of the circuit arrangement. Since in a mobile phone as in many other devices based on signal transmission using antennas, the signal coupling from the
  • an electrostatic discharge can also have a direct effect on the ground potential of the circuit arrangement in the case of a circuit arrangement mentioned at the beginning.
  • the voltage pulse resulting from an electrostatic discharge can have an effect on the circuit arrangement in addition to the path via the antenna and also via the control line.
  • the known circuit arrangement is not protected against these effects.
  • the aim of the present invention is therefore to provide a circuit arrangement of the type mentioned at the outset which has improved protection against electrostatic discharges.
  • a circuit arrangement which contains a switching unit with an antenna input, a signal input and a signal output.
  • the switching unit is suitable for connecting the antenna input to the signal input or the signal output in an electrically conductive manner.
  • the antenna input is connected to a first protective device against electrostatic discharge.
  • the control line is also connected to a second protective device against electrostatic discharge.
  • the second protection device is a Zener diode.
  • a Zener diode has the advantage that it has a very low residual voltage. For example, a higher voltage can no longer build up at the Zener diode from a voltage of 0.7 V in the forward direction, since the Zener diode is already conductive in this case.
  • the residual voltage is dependent on the Zener voltage, which can be 3.9 V, for example.
  • the residual voltage is the voltage that can drop to a maximum at the component selected as the protective device.
  • the residual voltage also determines the part of the voltage of the ESD voltage pulse that can stress the circuit arrangement.
  • Zener diodes also have the advantage that they have a fast response time.
  • Z-diodes are voltage-controlled switches in which high capacitance would be an obstacle due to an extended switching time. Since Zener diodes have smaller small capacitances, they have the advantage of a very fast response time.
  • the protective devices against electrostatic discharges are advantageously connected to a ground connection, into which the overvoltages of the electrostatic discharge can be derived.
  • the switching unit can be, for example, a voltage-controlled switch, as is usually used in mobile telephones due to its low power consumption.
  • a gallium arsenide switch is particularly suitable as the switching unit.
  • the switching unit can also have a plurality of signal inputs and outputs. Accordingly, several control lines are required.
  • Series resistors can also be connected in series with the control lines, which serve as additional protection of the circuit arrangement against overload.
  • the gallium arsenide switch can also be provided with a decoder, with the aid of which the number of control lines can be reduced.
  • a decoder usually requires a power supply that is connected via a supply line.
  • the ESD protection of such a circuit can be further improved by connecting the supply line to a third protective device against electrostatic discharge.
  • the decoder can also be constructed in such a way that the voltages of the control lines are generated from the voltage of the supply line. This is possible, for example, by means of so-called "pull-up resistors". Then the ESD protection can be simplified by providing only the voltage supply line with a second protection device. The protection of the control lines is then taken over by the protection of the power supply.
  • the third protective device can also be designed as a Zener diode.
  • a series resistor can also be connected in series with the supply line, which offers further protection of the circuit arrangement against destruction.
  • the circuit arrangement can also contain frequency filters which are assigned to individual signal inputs or signal outputs. They are particularly suitable for using the ⁇ O ⁇ on a mobile phone. Fil the frequencies picked up by the antenna so that the filtered signals routed via the signal output can be processed further by the mobile phone. The same applies to the signal inputs of the circuit arrangement, which are used in a mobile phone to send voice signals generated in the mobile phone via the antenna to a receiver.
  • an electrical frequency filter can be used as the first protective device against electrostatic discharges.
  • a voltage limiting element such as a varistor or a switching spark gap into consideration.
  • the circuit arrangement according to the invention has the advantage that the protective measure against ESD at the antenna input can be made less complex due to the additional ESD protection on the control line of the switching unit.
  • the first protective device is an electrical filter
  • the protective device at the antenna input can be designed in the form of an electrical frequency filter, the insertion loss of which is less than 0.3 dB.
  • the invention corresponds to a circuit arrangement in which the antenna input is connected to an antenna and in which the signal output is connected to a receiving amplifier of a mobile phone and the signal input is connected to a transmitting amplifier of a mobile phone.
  • a switching module which contains a circuit arrangement according to the invention.
  • the switching module also contains a multilayer ceramic substrate with integrated passive components that form electrical frequency filters. These frequency filters are assigned to the signal inputs and outputs.
  • the switching unit is arranged on the top of the multilayer ceramic substrate and can be implemented, for example, with the aid of PIN diodes or in the form of a gallium arsenide switch.
  • the first and second protective devices against electrostatic discharges are integrated in the switching module.
  • the switching module has the advantage that due to the integration of the passive components in the ceramic substrate and the integration of the protective device into the switching module, a high level of integration is achieved, which has an advantageous effect on the space requirement of the switching module.
  • the first and second protective devices can be integrated into the switching module, for example, by building these components on the surface of the ceramic substrate next to the switching unit.
  • the switching module is also advantageous to use the switching module as a front-end module in a mobile phone.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and the associated figures.
  • FIG. 1 shows an example of a circuit arrangement according to the invention in a basic circuit diagram.
  • FIG. 2 shows an example of a further circuit arrangement according to the invention in a basic circuit diagram.
  • Figure 3 shows the use of the circuit arrangement according to the invention in a mobile phone based on a schematic diagram.
  • FIG. 4 shows an example of a switching module according to the invention in a schematic longitudinal section.
  • FIG. 1 shows a circuit arrangement with a switching unit 4, which is provided with a ground 8.
  • the switching unit 4 has an antenna input 1, which is connected to an antenna 18.
  • the antenna input 1 is connected to a first protective device 6 against electrostatic discharge (symbolized by the lightning in FIG. 1).
  • the switching unit 4 contains at least one control line 5 which controls the switching process for connecting the antenna input 1 to the signal inputs 2 or the signal outputs 3 of the switching unit 4.
  • three control lines 5 are shown. At least one of these control
  • Lines 5 is provided with a second protective device 7 against electrostatic discharge.
  • the switching unit 4 shown in FIG. 1 also has a decoder, for which a supply line 11 is required.
  • the supply line 11 is connected to a supply voltage + Vcc.
  • the supply supply line 11 connected to a third protective device 12 against electrostatic discharge.
  • the first protective device 6 can be a frequency filter or a varistor, for example.
  • the second and third protective devices 7, 12 are Z-diodes with a forward voltage of 0.7 V and with a Zener voltage of 3.9 V.
  • the Z-diodes are connected to ground 8.
  • Series resistors 25 are connected in series with the control lines 5 and the supply line 11, which further protect the switching unit 4 against destruction by high voltages. Positive voltage peaks are cut off by the Zener breakdown, negative voltage peaks by the forward voltage of the Zener diode.
  • FIG. 2 shows a voltage-controlled GaAs switch 9 with an antenna input 1, to which an antenna 18 is connected.
  • the GaAs switch 9 has transmitter inputs TX] _, T ⁇ 2 and receiver inputs RX] _, RX2 and RX 3 .
  • the GaAs switch 9 is controlled via control inputs S- [, S 2 , S 3 , S 4 , S5. The control takes place in such a way that exactly one of the control inputs S] _, S2, S 3 , S 4 and S5 is set to "high", while the other control inputs are set to "low”. Due to the decoder 10 connected to the GaAs switch 9, the
  • the decoder 10 can be, for example, a 1 out of 5 decoder. It has control inputs E] _, E2 and E 3 as well as control outputs A ] _, A 2 , A 3 , A4 and A 5 .
  • the control outputs A ⁇ _, A2 / A 3 , A 4 and A5 are connected by control lines 24 to the control inputs S] _, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the GaAs switch 9.
  • control inputs E ⁇ , E 2 and E 3 of the decoder 10 are connected to control lines 5.
  • the transmitter inputs TXj_, TX 2 correspond to the signal inputs 2 from FIG. 1.
  • the receiver inputs RX] _, RX2, and RX 3 correspond to the signal outputs 3 from FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a switching module with a GaAs switch 9, which has an antenna input 1 and two signal inputs 2 and three signal outputs 3.
  • the switching module has two low-pass filters 13, 14, the low-pass filter 13 for the GSM frequency band and the low-pass filter 14 for the PCN / PCS frequency band.
  • the GaAs switch 9 optionally connects one of the inputs / outputs 2, 3 to its antenna input 1.
  • the switching module also has bandpass filters 15, 16, 17, which are connected to the signal outputs 3.
  • the bandpass filter 15 is adapted to the GSM frequency, the bandpass filter 16 to the PCN frequency and the bandpass filter 17 to the PCS frequency.
  • the signal inputs 2 of the GaAs switch 9 There are the signal inputs 2 of the GaAs switch 9 with transmitter amplifiers 19 electrically connected.
  • the transmitter amplifiers 19, like the low-pass filters 13, 14, are connected to the radio sequences GSM or PCN / PCS adapted.
  • the signal outputs 3 are electrically conductively connected to receiver amplifiers 19a via the bandpass filters 15, 16, 17, the receiver amplifiers 19a being adapted to the frequency bands GSM, PCN or PCS.
  • the antenna input 1 of the GaAs switch 9 is connected to an antenna 18.
  • the signals received by the antenna 18 can now be fed to either the bandpass filter 16, the bandpass filter 17 or the bandpass filter 15 by means of the GaAs switch 9, where they are filtered depending on the radio frequency used and in amplifiers
  • the signals supplied by the transmitter amplifiers 19 are filtered by the low-pass filters 13, 14 and optionally supplied to the antenna 18 for transmitting a signal.
  • FIG. 4 shows a switching module with a multilayer ceramic substrate 20, in which passive components 21, 22, 23 are integrated. These passive components 21, 22, 23 can be, for example, resistors 21, capacitors 22 and inductors 23.
  • the multilayer ceramic substrate 20 can be designed in a manner known per se. Ceramic layers 30 stacked on top of one another, which are separated from one another by metallic layers 31, can be used as multilayer ceramic substrate 20. Some of the metallic layers 31 are connected to one another by vias 32 running inside the ceramic layers 30.
  • a switching unit 4 is mounted on the upper side of the ceramic substrate 20, which switching unit can be a gallium arsenide multiple switch mounted in flip-chip technology, for example.
  • the switching unit 4 can be attached and electrically contacted, for example, by gluing and additional wire bonding.
  • a GaAs multiple switch is preferably used as the switching unit 4.
  • Such a switch can have an insertion loss of 0.8 dB in the frequency range between 0.1 and 0.5 GHz. It may be one on Galliu- marsenide-based integrated circuit trade with FET, the pin surfaces can be connected to the ceramic substrate 20 by soldering.
  • the switching unit 4 can also be attached to the multilayer ceramic substrate 20 and electrically connected by means of wire bonding. A connection by means of soldering is preferably used if the switching unit 4 is used with an additional housing.
  • the passive components 21, 22, 23 can form the filters 13, 14, 15, 16, 17 required according to FIG.
  • the first protective device 6 and the second protective device 7 are also mounted on the surface of the substrate 20. This achieves a high degree of integration for the switching module according to the invention, which has a positive effect on the space requirement of the switching module.
  • Such a switching module can be used, for example, in mobile telephones, which is why the advantageous use of the switching module according to the invention as a front-end module in a mobile radio device is a further subject of the invention.
  • the invention is not limited to the examples mentioned for the first and third protective devices, rather all conceivable protective devices can be used in the circuit arrangement according to the invention.
  • the circuit arrangement or the switching module is not limited to use in mobile telephones. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • TX] _ TX 2 transmitter inputs-

Abstract

The invention relates to a circuit arrangement comprising an antenna input (1), a signal input (2) and a signal output (3), and a switching unit (4), provided with a control line (5) which is used to control selective connection of the antenna input (1) to the signal input (2) or the signal output (3), wherein the antenna input (1) is connected to a first protection device (6) and the control line (5) is connected to a second protection device (7) for protection against electrostatic discharges, wherein the second protection device (7) is a Zener diode. It is advantageous to use a Zener diode because it allows only a small residual voltage of the ESD pulse. The invention also relates to a switching module and to the use of said switching module.

Description

Beschreibungdescription
Schaltungsanordnung, Schaltmodul mit der Schaltungsanordnung und Verwendung des SchaltmodulsCircuit arrangement, switching module with the circuit arrangement and use of the switching module
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, die einen Antenneneingang, einen Signaleingang sowie einen Signalausgang aufweist. Darüber hinaus weist die Schaltungsanordnung eine Schalteinheit auf, die den Antenneneingang wahlweise mit dem Signaleingang oder dem Signalausgang verbindet. Darüber hinaus weist die Schaltungsanordnung eine Kontroll-Leitung auf.The invention relates to a circuit arrangement which has an antenna input, a signal input and a signal output. In addition, the circuit arrangement has a switching unit which optionally connects the antenna input to the signal input or the signal output. In addition, the circuit arrangement has a control line.
Schaltungsanordnungen der eingangs genannten Art werden oft als Multiband-Frontendmodule für Mobiltelefone verwendet. Sie sind in dieser Anwendung am Antenneneingang mit der Antenne des Mobiltelefons verbunden. Die Berührung der Antenne durch einen elektrisch geladenen Benutzer kann zu elektrostatischen Entladung führen, wie sie auch unter dem Namen "Electrostatic Discharge ESD" bekannt sind. Diese elektrostatischen Entladungen können Spannungsspitzen erzeugen, die geeignet sind, die Schaltungsanordnung zu zerstören. Dementsprechend ist es erforderlich, Schaltungsanordnungen der eingangs genannten Art mit einer Schutzvorrichtung gegen ESD auszurüsten.Circuit arrangements of the type mentioned are often used as multiband front-end modules for mobile telephones. In this application, they are connected to the antenna of the mobile phone at the antenna input. Touching the antenna by an electrically charged user can lead to electrostatic discharge, as they are also known under the name "Electrostatic Discharge ESD". These electrostatic discharges can generate voltage peaks that are suitable for destroying the circuit arrangement. Accordingly, it is necessary to equip circuit arrangements of the type mentioned at the outset with a protective device against ESD.
Aus der Druckschrift WO 00/57515 sind Schaltungsanordnungen der eingangs genannten Art bekannt, die mit einer Schutzvorrichtung gegen ESD ausgerüstet sind. Die Schutzvorrichtung ist durch einen elektrischen Hochpaß-Filter, bei dem eine Ka- pazität in Reihe und eine Induktivität parallel zum Antenneneingangspfad geschaltet ist, gebildet.From the publication WO 00/57515 circuit arrangements of the type mentioned are known which are equipped with a protective device against ESD. The protective device is formed by an electrical high-pass filter in which a capacitance is connected in series and an inductance is connected in parallel to the antenna input path.
Die bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß mit Hilfe der ESD-Schutzvorrichtung lediglich der direkt über die Antenne in die Schaltungsanordnung eingekoppelte ESD-Puls gemindert werden kann. Neben dem direkt über die Antenne auf die Schaltungsanordnung einlaufenden Puls kann eine elek- trostatische Entladung auch über Massekopplung eine hohe Spannung an der Schaltungsanordnung erzeugen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der in einem Schalter üblicherweise verwendete Kontroll-Eingang entweder auf einem hohen Potential (high) oder auf einem niedrigen PotentialThe known circuit arrangement has the disadvantage that only the ESD pulse coupled directly into the circuit arrangement via the antenna can be reduced with the aid of the ESD protection device. In addition to the pulse entering the circuit arrangement directly via the antenna, an electrical Trostatic discharge also generate a high voltage on the circuit arrangement via ground coupling. This can happen, for example, in that the control input usually used in a switch is either at a high potential (high) or at a low potential
(low) liegt. Dabei ist das hohe Potential (high) dadurch definiert, daß es beispielsweise um 2,3 V über dem Massepotential der Schaltungsanordnung liegt. Da bei einem Mobiltelefon genauso wie bei vielen anderen auf Signalübertragung mittels Antennen basierenden Geräten die Signaleinkopplung von der(low). The high potential is defined in that it is, for example, 2.3 V above the ground potential of the circuit arrangement. Since in a mobile phone as in many other devices based on signal transmission using antennas, the signal coupling from the
Antenne zur Erde des Systems läuft, kann auch in dem Fall einer eingangs genannten Schaltungsanordnung eine elektrostatische Entladung sich direkt auf das Massepotential der Schaltungsanordnung auswirken. Über die direkte Kopplung einer Kontroll-Leitung an die Masse durch die Bedingung "high" kann sich der durch eine elektrostatische Entladung entstehende Spannungspuls neben dem Pfad über die Antenne auch noch über die Kontroll-Leitung auf die Schaltungsanordnung auswirken. Gegen diese Auswirkungen ist die bekannte Schaltungsanordnung nicht geschützt.If the antenna runs to the earth of the system, an electrostatic discharge can also have a direct effect on the ground potential of the circuit arrangement in the case of a circuit arrangement mentioned at the beginning. Via the direct coupling of a control line to the ground through the "high" condition, the voltage pulse resulting from an electrostatic discharge can have an effect on the circuit arrangement in addition to the path via the antenna and also via the control line. The known circuit arrangement is not protected against these effects.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen verbesserten Schutz gegen elektrostatische Entladungen aufweist.The aim of the present invention is therefore to provide a circuit arrangement of the type mentioned at the outset which has improved protection against electrostatic discharges.
Dieses Ziel wird durch eine Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Schaltmodul und die Verwendung des Schaltmoduls sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.This goal is achieved by a circuit arrangement according to claim 1. Further advantageous embodiments of the invention and a switching module and the use of the switching module can be found in the dependent claims.
Es wird eine Schaltungsanordnung beschrieben, die eine Schalteinheit mit einem Antenneneingang, einem Signaleingang und einem Signalausgang enthält. Die Schalteinheit ist dazu geeignet, den Antenneneingang wahlweise mit dem Signaleingang oder dem Signalausgang elektrisch leitend zu verbinden. Darüber hinaus ist an der Schalteinheit eine Kontroll-Leitung angeordnet, die die Schalterstellung der Schalteinheit steuert . Darüber hinaus ist der Antenneneingang mit einer ersten Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen verbunden. Die Kontroll-Leitung ist ebenfalls mit einer zweiten Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen verbunden.A circuit arrangement is described which contains a switching unit with an antenna input, a signal input and a signal output. The switching unit is suitable for connecting the antenna input to the signal input or the signal output in an electrically conductive manner. There is also a control line on the switch unit arranged, which controls the switch position of the switching unit. In addition, the antenna input is connected to a first protective device against electrostatic discharge. The control line is also connected to a second protective device against electrostatic discharge.
Die zweite Schutzvorrichtung ist eine Zener-Diode. Eine solche Z-Diode hat den Vorteil, daß sie eine sehr geringe Rest- Spannung aufweist. So kann sich beispielsweise in Durchlaßrichtung bereits ab einer Spannung von 0,7 V keine höhere Spannung an der Z-Diode mehr aufbauen, da die Z-Diode in diesem Fall bereits leitend ist. In Sperr-Richtung ist die Restspannung dabei abhängig von der Zener-Spannung, welche bei- spielsweise 3,9 V betragen kann. Die Restspannung ist diejenige Spannung, die an dem als Schutzvorrichtung gewählten Bauelement maximal abfallen kann. Die Restspannung bestimmt auch den Teil der Spannung des ESD-Spannungspulses, welcher die Schaltungsanordnung belasten kann.The second protection device is a Zener diode. Such a Zener diode has the advantage that it has a very low residual voltage. For example, a higher voltage can no longer build up at the Zener diode from a voltage of 0.7 V in the forward direction, since the Zener diode is already conductive in this case. In the blocking direction, the residual voltage is dependent on the Zener voltage, which can be 3.9 V, for example. The residual voltage is the voltage that can drop to a maximum at the component selected as the protective device. The residual voltage also determines the part of the voltage of the ESD voltage pulse that can stress the circuit arrangement.
Zener-Dioden haben darüber hinaus den Vorteil, daß sie eine schnelle Ansprechzeit aufweisen. Es handelt sich bei Z-Dioden um spannungsgesteuerte Schalter, bei denen aufgrund einer verlängerten Schaltzeit eine hohe Kapazität hinderlich wäre. Da Z-Dioden geringere kleine Kapazitäten aufweisen, haben sie den Vorteil einer sehr schnellen Ansprechzeit.Zener diodes also have the advantage that they have a fast response time. Z-diodes are voltage-controlled switches in which high capacitance would be an obstacle due to an extended switching time. Since Zener diodes have smaller small capacitances, they have the advantage of a very fast response time.
Die Schutzvorrichtungen gegen elektrostatische Entladungen sind vorteilhafterweise mit einem Masseanschluß verbunden, in den die Überspannungen der elektrostatischen Entladung abgeleitet werden können.The protective devices against electrostatic discharges are advantageously connected to a ground connection, into which the overvoltages of the electrostatic discharge can be derived.
Die Schalteinheit kann beispielsweise ein spannungsgesteuerter Schalter sein, wie er üblicherweise in Mobiltelefonen aufgrund seines niedrigen Stromverbrauchs verwendet wird. Insbesondere kommt als Schalteinheit ein Galliumarsenid- Schalter in Betracht. Die Schalteinheit kann auch mehrere Signalein- und -ausgänge aufweisen. Entsprechend werden mehrere Kontroll-Leitungen benötigt .The switching unit can be, for example, a voltage-controlled switch, as is usually used in mobile telephones due to its low power consumption. A gallium arsenide switch is particularly suitable as the switching unit. The switching unit can also have a plurality of signal inputs and outputs. Accordingly, several control lines are required.
In Reihe zu den Kontroll -Leitungen können noch Vorwiderstände geschaltet sein, die als zusätzlicher Schutz der Schaltungsanordnung vor Überlast dienen.Series resistors can also be connected in series with the control lines, which serve as additional protection of the circuit arrangement against overload.
Der Galliumarsenid-Schalter kann darüber hinaus mit einem Decoder versehen sein, mit dessen Hilfe die Anzahl der Kontroll-Leitungen reduziert werden kann. Ein solcher Decoder benötigt üblicherweise eine Spannungsversorgung, die über eine Versorgungsleitung angebunden ist. Der ESD-Schutz einer solchen Schaltung kann noch verbessert werden, indem die Versorgungsleitung mit einer dritten Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen verbunden ist.The gallium arsenide switch can also be provided with a decoder, with the aid of which the number of control lines can be reduced. Such a decoder usually requires a power supply that is connected via a supply line. The ESD protection of such a circuit can be further improved by connecting the supply line to a third protective device against electrostatic discharge.
Der Decoder kann auch so aufgebaut sein, daß die Spannungen der Kontroll-Leitungen aus der Spannung der Versorgungsleitung erzeugt werden. Dies ist beispielsweise mittels sogenannter "Pull-Up-Widerstände" möglich. Dann kann der ESD- Schutz vereinfacht werden, indem nur die Spannungsversorgungsleitung mit einer zweiten Schutzvorrichtung versehen wird. Der Schutz der Kontroll-Leitungen wird dann durch den Schutz der Spannungsversorgung übernommen.The decoder can also be constructed in such a way that the voltages of the control lines are generated from the voltage of the supply line. This is possible, for example, by means of so-called "pull-up resistors". Then the ESD protection can be simplified by providing only the voltage supply line with a second protection device. The protection of the control lines is then taken over by the protection of the power supply.
Auch die dritte Schutzvorrichtung kann als Z-Diode ausgebildet sein.The third protective device can also be designed as a Zener diode.
Ebenfalls kann in Reihe zur Versorgungsleitung ein Vorwiderstand geschaltet sein, der einen weiteren Schutz der Schaltungsanordnung vor Zerstörung bietet.A series resistor can also be connected in series with the supply line, which offers further protection of the circuit arrangement against destruction.
Vorteilhafte Werte für die Vorwiderstände sind 0 bis 1 kΩ Die Schaltungsanordnung kann darüber hinaus Frequenzfilter enthalten, die einzelnen Signaleingängen beziehungsweise Signalausgängen zugeordnet sind. Sie sind insbesondere dazu geeignet, bei einem Mobiltelefon die ΛΓOΏ. der Antenne aufge- nommenen Frequenzen so zu filtern, daß die über den Signal- ausgang geleiteten, gefilterten Signale von dem Mobiltelefon weiter verarbeitet werden können. Entsprechendes gilt für die Signaleingänge der Schaltungsanordnung, die in einem Mobiltelefon dazu verwendet werden, im Mobiltelefon erzeugte Sprach- Signale über die Antenne zu einem Empfänger zu senden.Advantageous values for the series resistors are 0 to 1 kΩ The circuit arrangement can also contain frequency filters which are assigned to individual signal inputs or signal outputs. They are particularly suitable for using the ΛΓOΏ on a mobile phone. filter the frequencies picked up by the antenna so that the filtered signals routed via the signal output can be processed further by the mobile phone. The same applies to the signal inputs of the circuit arrangement, which are used in a mobile phone to send voice signals generated in the mobile phone via the antenna to a receiver.
Als erste Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen kann beispielsweise ein elektrisches Frequenzfilter verwendet werden. Darüber hinaus kommt aber auch ein Spannungs- begrenzungselement wie z.B. ein Varistor oder eine Schaltfunkenstrecke in Betracht .For example, an electrical frequency filter can be used as the first protective device against electrostatic discharges. In addition, there is also a voltage limiting element such as a varistor or a switching spark gap into consideration.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß durch den zusätzlichen ESD-Schutz an der Kontroll-Leitung der Schalteinheit die Schutzmaßnahme gegen ESD am Antenneneingang weniger aufwendig gestaltet werden kann. Beispielsweise kommt es für den Fall, daß die erste Schutzvorrichtung ein elektrisches Filter ist, in Betracht, dieses Filter mit einer geringen Anzahl von Bauelementen zu realisieren, was zwar die Fil- tereigenschaften an sich verschlechtert, jedoch die Einfügedämpfung positiv beeinflußt .The circuit arrangement according to the invention has the advantage that the protective measure against ESD at the antenna input can be made less complex due to the additional ESD protection on the control line of the switching unit. For example, in the event that the first protective device is an electrical filter, it is possible to implement this filter with a small number of components, which adversely affects the filter properties but has a positive effect on the insertion loss.
Es kommt darüber hinaus auch in Betracht, antennenseitig einen Varistor mit einer etwas höheren Schaltspannung und damit ein in der Anschaffung preiswerteres Bauteil einzusetzen.It is also possible to use a varistor with a somewhat higher switching voltage on the antenna side and thus a component that is cheaper to buy.
Beispielsweise kann für die erste Schutzvorrichtung ein Varistor mit einer Varistorspannung von 20 V anstelle einer Varistorspannung von 6 V verwendet werden. Die Varistorspannung von 6 V wäre erforderlich, um die Schaltungsanordnung gegen ESD-Pulse zu schützen für den Fall, daß die Kontroll-Leitung selbst nicht einen weiteren Schutz aufweist. Aufgrund der Erfindung kann die Schutzvorrichtung am Antenneneingang in der Form eines elektrischen Frequenz-Filters ausgestaltet werden, dessen Einfügedämpfung kleiner als 0,3 dB ist.For example, a varistor with a varistor voltage of 20 V instead of a varistor voltage of 6 V can be used for the first protective device. The varistor voltage of 6 V would be required to protect the circuit arrangement against ESD pulses in the event that the control line itself does not have any further protection. On the basis of the invention, the protective device at the antenna input can be designed in the form of an electrical frequency filter, the insertion loss of which is less than 0.3 dB.
Ferner entspricht der Erfindung eine Schaltungsanordnung, bei der der Antenneneingang mit einer Antenne verbunden ist und bei der der Signalausgang mit einem Empfangsverstärker eines Mobiltelefons und der Signaleingang mit einem Sendeverstärker eines Mobiltelefons verbunden ist.Furthermore, the invention corresponds to a circuit arrangement in which the antenna input is connected to an antenna and in which the signal output is connected to a receiving amplifier of a mobile phone and the signal input is connected to a transmitting amplifier of a mobile phone.
Es wird darüber hinaus ein Schaltmodul angegeben, das eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung enthält. Das Schaltmodul enthält darüber hinaus ein Vielschicht-Keramiksubstrat mit integrierten passiven Bauelementen, die elektrische Frequenzfilter bilden. Diese Frequenzfilter sind den Signaleingängen beziehungsweise -ausgängen zugeordnet. Auf der Oberseite des Vielschicht-Keramiksubstrats ist die Schalteinheit angeordnet, die beispielsweise mit Hilfe von PIN-Dioden oder auch in Form eines Galliumarsenid-Schalters realisiert sein kann. Ferner ist in das Schaltmodul die erste und zweite Schutzvorrichtung gegen elektrostatische Entladungen integriert .A switching module is also specified which contains a circuit arrangement according to the invention. The switching module also contains a multilayer ceramic substrate with integrated passive components that form electrical frequency filters. These frequency filters are assigned to the signal inputs and outputs. The switching unit is arranged on the top of the multilayer ceramic substrate and can be implemented, for example, with the aid of PIN diodes or in the form of a gallium arsenide switch. Furthermore, the first and second protective devices against electrostatic discharges are integrated in the switching module.
Das Schaltmodul hat den Vorteil, daß aufgrund der Integration der passiven Bauelemente in das Keramiksubstrat sowie die Integration der Schutzvorrichtung in das Schaltmodul eine hohe Integration erreicht wird, die sich vorteilhaft auf den Platzbedarf des Schaltmoduls auswirkt. Die Integration der ersten und zweiten Schutzvorrichtung in das Schaltmodul kann beispielsweise durch Aufbau dieser Komponenten auf der Oberfläche des Keramiksubstrats neben der Schalteinheit erfolgen.The switching module has the advantage that due to the integration of the passive components in the ceramic substrate and the integration of the protective device into the switching module, a high level of integration is achieved, which has an advantageous effect on the space requirement of the switching module. The first and second protective devices can be integrated into the switching module, for example, by building these components on the surface of the ceramic substrate next to the switching unit.
Insbesondere ist es noch vorteilhaft, das Schaltmodul als Frontendmodul in einem Mobiltelefon zu verwenden. Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .In particular, it is also advantageous to use the switching module as a front-end module in a mobile phone. The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and the associated figures.
Figur 1 zeigt beispielhaft eine erfindungsgemäße Schal- tungsanordnung in einem Prinzipschaltbild.FIG. 1 shows an example of a circuit arrangement according to the invention in a basic circuit diagram.
Figur 2 zeigt beispielhaft eine weitere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in einem Prinzipschaltbild.FIG. 2 shows an example of a further circuit arrangement according to the invention in a basic circuit diagram.
Figur 3 zeigt die Verwendung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einem Mobiltelefon anhand eines Prinzipschaltbilds .Figure 3 shows the use of the circuit arrangement according to the invention in a mobile phone based on a schematic diagram.
Figur 4 zeigt beispielhaft erfindungsgemäßes Schaltmodul in einem schematischen Längsschnitt.FIG. 4 shows an example of a switching module according to the invention in a schematic longitudinal section.
Für alle Figuren gilt, daß gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.For all figures, the same reference numerals designate the same elements.
Figur 1 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einer Schalteinheit 4, die mit einer Masse 8 versehen ist. Die Schalteinheit 4 weist einen Antenneneingang 1 auf, der mit einer Antenne 18 verbunden ist. Der Antenneneingang 1 ist mit einer ersten Schutzvorrichtung 6 gegen elektrostatische Entladungen (in Figur 1 symbolisiert durch den Blitz) verbunden. Die Schalteinheit 4 enthält wenigstens eine Kontroll-Leitung 5, die den Schaltvorgang zur Verbindung des Antenneneingangs 1 mit den Signaleingängen 2 beziehungsweise den Signalausgängen 3 der Schalteinheit 4 steuert. In Figur 1 sind drei Kontroll- Leitungen 5 gezeigt. Wenigstens eine dieser Kontroll-Figure 1 shows a circuit arrangement with a switching unit 4, which is provided with a ground 8. The switching unit 4 has an antenna input 1, which is connected to an antenna 18. The antenna input 1 is connected to a first protective device 6 against electrostatic discharge (symbolized by the lightning in FIG. 1). The switching unit 4 contains at least one control line 5 which controls the switching process for connecting the antenna input 1 to the signal inputs 2 or the signal outputs 3 of the switching unit 4. In Figure 1, three control lines 5 are shown. At least one of these control
Leitungen 5 ist mit einer zweiten Schutzvorrichtung 7 gegen elektrostatische Entladungen versehen.Lines 5 is provided with a second protective device 7 against electrostatic discharge.
Die in Figur 1 gezeigte Schalteinheit 4 weist darüber hinaus einen Decoder auf, für den eine Versorgungsleitung 11 erforderlich ist. Die Versorgungsleitung 11 ist mit einer Versorgungsspannung +Vcc verbunden. Darüber hinaus ist die Versor- gungsleitung 11 mit einer dritten Schutzvorrichtung 12 gegen elektrostatische Entladungen verbunden. Bei der ersten Schutzvorrichtung 6 kann es sich beispielsweise um ein Frequenzfilter oder einen Varistor handeln.The switching unit 4 shown in FIG. 1 also has a decoder, for which a supply line 11 is required. The supply line 11 is connected to a supply voltage + Vcc. In addition, the supply supply line 11 connected to a third protective device 12 against electrostatic discharge. The first protective device 6 can be a frequency filter or a varistor, for example.
Die zweite und die dritte Schutzvorrichtung 7, 12 sind Z- Dioden mit einer Flußspannung von 0,7 V und mit einer Zener- Spannung von 3,9 V. Die Z-Dioden sind mit der mit der Masse 8 verbunden ist. In Reihe zu den Kontroll-Leitungen 5 bezie- hungsweise zur Versorgungsleitung 11 sind Vorwiderstände 25 geschaltet, die einen weiteren Schutz der Schalteinheit 4 vor Zerstörung durch hohe Spannungen bewirken. Positive Spannungsspitzen werden durch den Zener-Durchbruch, negative Spannungsspitzen durch die Durchlaßspannung der Z-Diode abge- schnitten.The second and third protective devices 7, 12 are Z-diodes with a forward voltage of 0.7 V and with a Zener voltage of 3.9 V. The Z-diodes are connected to ground 8. Series resistors 25 are connected in series with the control lines 5 and the supply line 11, which further protect the switching unit 4 against destruction by high voltages. Positive voltage peaks are cut off by the Zener breakdown, negative voltage peaks by the forward voltage of the Zener diode.
Figur 2 zeigt einen spannungsgesteuerten GaAs-Schalter 9 mit einem Antenneneingang 1, an dem eine Antenne 18 angeschlossen ist. Der GaAs-Schalter 9 hat Sendereingänge TX]_, T∑2 und Emp- fängereingänge RX]_, RX2 und RX3. Der GaAs-Schalter 9 wird über Steuereingänge S-[, S2 , S3, S4, S5 gesteuert. Die Steuerung erfolgt dabei dergestalt, daß genau einer der Steuereingänge S]_, S2, S3 , S4 und S5 auf "high" gesetzt ist, während die anderen Steuereingänge auf "low" gesetzt sind. Durch den an den GaAs-Schalter 9 angeschlossenen Decoder 10 kann dieFIG. 2 shows a voltage-controlled GaAs switch 9 with an antenna input 1, to which an antenna 18 is connected. The GaAs switch 9 has transmitter inputs TX] _, T∑ 2 and receiver inputs RX] _, RX2 and RX 3 . The GaAs switch 9 is controlled via control inputs S- [, S 2 , S 3 , S 4 , S5. The control takes place in such a way that exactly one of the control inputs S] _, S2, S 3 , S 4 and S5 is set to "high", while the other control inputs are set to "low". Due to the decoder 10 connected to the GaAs switch 9, the
Zahl der benötigten Eingänge reduziert werden. Der Decoder 10 kann beispielsweise ein 1- aus 5-Decoder sein. Er weist Steuereingänge E]_, E2 und E3 sowie Steuerausgänge A]_, A2 , A3, A4 und A5 auf. Die Steuerausgänge A^_, A2 / A3, A4 und A5 sind durch Steuerleitungen 24 mit den Steuereingängen S]_, S2 , S3 , S4, S5 des GaAs-Schalters 9 verbunden.Number of inputs required can be reduced. The decoder 10 can be, for example, a 1 out of 5 decoder. It has control inputs E] _, E2 and E 3 as well as control outputs A ] _, A 2 , A 3 , A4 and A 5 . The control outputs A ^ _, A2 / A 3 , A 4 and A5 are connected by control lines 24 to the control inputs S] _, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 of the GaAs switch 9.
Die Steuereingänge E^ , E2 und E3 des Decoders 10 sind mit Kontroll-Leitungen 5 verbunden.The control inputs E ^, E 2 and E 3 of the decoder 10 are connected to control lines 5.
Die beispielhafte Decodierung eines an den Eingängen E]_, E und E3 des Decoders 10 anliegenden logischen Signals in für die Steuerung des GaAs-Schalters 9 geeignete, an den Steuereingängen S]_, S2, S3 , S4, S5 des GaAs-Schalters 9 anliegenden Signale wird durch die folgende Übersetzungstabelle beschrieben:The exemplary decoding of a logic signal present at the inputs E ] _, E and E 3 of the decoder 10 in for The control of the GaAs switch 9 suitable signals present at the control inputs S ] _, S2, S 3 , S4, S5 of the GaAs switch 9 is described by the following translation table:
Tabelle 1: Logische Zustände der Steuereingänge S^, S S3, S4, S5 in Abhängigkeit der logischen Zustände an den Steuereingängen E]_, E2 und E3. Es bedeutet 1 = „high" und 0 = „low".Table 1: Logical states of the control inputs S ^, S S3, S 4 , S5 depending on the logical states at the control inputs E ] _, E2 and E3. It means 1 = "high" and 0 = "low".
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Die Sendereingänge TXj_ , TX2 entsprechen dabei den Signaleingängen 2 aus Figur 1. Die Empfängereingänge RX]_, RX2 , und RX3 entsprechen den Signalausgängen 3 aus Figur 1.The transmitter inputs TXj_, TX 2 correspond to the signal inputs 2 from FIG. 1. The receiver inputs RX] _, RX2, and RX 3 correspond to the signal outputs 3 from FIG. 1.
Figur 3 zeigt ein Schaltmodul mit einem GaAs-Schalter 9, der einen Antenneneingang 1 sowie zwei Signaleingänge 2 und drei Signalausgänge 3 aufweist. Darüber hinaus weist das Schaltmodul zwei Tiefpaßfilter 13, 14 auf, wobei das Tiefpaßfilter 13 für das GSM-Frequenzband und das Tiefpaßfilter 14 für das PCN/PCS-Frequenzband ausgelegt sein kann. Der GaAs-Schalter 9 verbindet wahlweise einen der Ein-/Ausgänge 2, 3 mit dessen Antenneneingang 1. Das Schaltmodul weist ferner Bandpaßfilter 15, 16, 17 auf, die mit den Signalausgängen 3 verbunden sind. Das Bandpaßfilter 15 ist an die GSM-Frequenz, das Bandpaßfilter 16 an die PCN-Frequenz und das Bandpaßfilter 17 an die PCS-Frequenz angepaßt.FIG. 3 shows a switching module with a GaAs switch 9, which has an antenna input 1 and two signal inputs 2 and three signal outputs 3. In addition, the switching module has two low-pass filters 13, 14, the low-pass filter 13 for the GSM frequency band and the low-pass filter 14 for the PCN / PCS frequency band. The GaAs switch 9 optionally connects one of the inputs / outputs 2, 3 to its antenna input 1. The switching module also has bandpass filters 15, 16, 17, which are connected to the signal outputs 3. The bandpass filter 15 is adapted to the GSM frequency, the bandpass filter 16 to the PCN frequency and the bandpass filter 17 to the PCS frequency.
Es sind die Signaleingänge 2 des GaAs-Schalters 9 mit Sender- Verstärkern 19 elektrisch leitend verbunden. Die Senderverstärker 19 sind wie die Tiefpaßfilter 13, 14 an die Funkfre- quenzen GSM beziehungsweise PCN/PCS angepaßt. Die Signalausgänge 3 sind über die Bandpaßfilter 15, 16, 17 mit Empfängerverstärkern 19a elektrisch leitend verbunden, wobei die Empfängerverstärker 19a an die Frequenzbändern GSM, PCN bezie- hungsweise PCS angepaßt sind. Der Antenneneingang 1 des GaAs- Schalters 9 ist mit einer Antenne 18 verbunden. Die von der Antenne 18 empfangenen Signale können nun mittels des GaAs- Schalters 9 entweder dem Bandpaßfilter 16, dem Bandpaßfilter 17 oder dem Bandpaßfilter 15 zugeleitet werden, wo sie je nach verwendeter Funkfrequenz gefiltert und in VerstärkernThere are the signal inputs 2 of the GaAs switch 9 with transmitter amplifiers 19 electrically connected. The transmitter amplifiers 19, like the low-pass filters 13, 14, are connected to the radio sequences GSM or PCN / PCS adapted. The signal outputs 3 are electrically conductively connected to receiver amplifiers 19a via the bandpass filters 15, 16, 17, the receiver amplifiers 19a being adapted to the frequency bands GSM, PCN or PCS. The antenna input 1 of the GaAs switch 9 is connected to an antenna 18. The signals received by the antenna 18 can now be fed to either the bandpass filter 16, the bandpass filter 17 or the bandpass filter 15 by means of the GaAs switch 9, where they are filtered depending on the radio frequency used and in amplifiers
19a weiter verarbeitet werden. Die von den Senderverstärkern 19 gelieferten Signale werden durch die Tiefpaßfilter 13, 14 gefiltert und wahlweise der Antenne 18 zum Senden eines Signals zugeführt.19a can be processed further. The signals supplied by the transmitter amplifiers 19 are filtered by the low-pass filters 13, 14 and optionally supplied to the antenna 18 for transmitting a signal.
Figur 4 zeigt ein Schaltmodul mit einem Vielschicht-Keramiksubstrat 20, in das passive Bauelemente 21, 22, 23 integriert sind. Diese passiven Bauelemente 21, 22, 23 können beispielsweise Widerstände 21, Kapazitäten 22 und Induktivitäten 23 sein. Das Vielschicht-Keramiksubstrat 20 kann nach an sich bekannter Art und Weise ausgeführt sein. Es können über- einader gestapelte Keramikschichten 30, die durch metallische Schichten 31 voneinander getrennt werden, als Vielschicht- Keramik-Substrat 20 verwendet werden. Einige der metallischen Schichten 31 sind durch innerhalb der Keramikschichten 30 verlaufende Durchkontaktierungen 32 miteinander verbunden. Auf der Oberseite des Keramiksubstrats 20 ist eine Schalteinheit 4 montiert, die beispielsweise ein in Flip-Chip- Technologie montierter Galliumarsenid-Mehrfachschalter sein kann.FIG. 4 shows a switching module with a multilayer ceramic substrate 20, in which passive components 21, 22, 23 are integrated. These passive components 21, 22, 23 can be, for example, resistors 21, capacitors 22 and inductors 23. The multilayer ceramic substrate 20 can be designed in a manner known per se. Ceramic layers 30 stacked on top of one another, which are separated from one another by metallic layers 31, can be used as multilayer ceramic substrate 20. Some of the metallic layers 31 are connected to one another by vias 32 running inside the ceramic layers 30. A switching unit 4 is mounted on the upper side of the ceramic substrate 20, which switching unit can be a gallium arsenide multiple switch mounted in flip-chip technology, for example.
Die Schalteinheit 4 kann beispielsweise durch Kleben und zusätzliches Drahtbonden befestigt und elektrisch kontaktiert werden. Als Schalteinheit 4 wird vorzugsweise ein GaAs- Mehrfachschalter verwendet. Ein solcher Schalter kann im Frequenzbereich zwischen 0,1 und 0,5 GHz eine Einfügedämpfung von 0,8 dB aufweisen. Es kann sich dabei um einen auf Galliu- marsenid-Basis gefertigten integrierten Schaltkreis mit FET handeln, dessen Pinflächen durch Löten mit dem Keramiksubstrat 20 verbunden werden können.The switching unit 4 can be attached and electrically contacted, for example, by gluing and additional wire bonding. A GaAs multiple switch is preferably used as the switching unit 4. Such a switch can have an insertion loss of 0.8 dB in the frequency range between 0.1 and 0.5 GHz. It may be one on Galliu- marsenide-based integrated circuit trade with FET, the pin surfaces can be connected to the ceramic substrate 20 by soldering.
Die Schalteinheit 4 kann auch auf das Vielschicht-Keramiksubstrat 20 befestigt und mittels Drahtbonden elektrisch verbunden werden. Eine Verbindung mittels Löten wird vorzugsweise angewandt, wenn die Schalteinheit 4 mit einem zusätzlichen Gehäuse Verwendung findet .The switching unit 4 can also be attached to the multilayer ceramic substrate 20 and electrically connected by means of wire bonding. A connection by means of soldering is preferably used if the switching unit 4 is used with an additional housing.
Die passiven Bauelemente 21, 22, 23 können die gemäß Figur 3 erforderlichen Filter 13, 14, 15, 16, 17 bilden.The passive components 21, 22, 23 can form the filters 13, 14, 15, 16, 17 required according to FIG.
Neben der Schalteinheit 4 ist auch die erste Schutzvorrich- tung 6 sowie die zweite Schutzvorrichtung 7 auf der Oberfläche des Substrates 20 montiert. Dadurch gelingt ein hoher Grad an Integration für das erfindungsgemäße Schaltmodul, was sich positiv auf den Platzbedarf des Schaltmoduls auswirkt.In addition to the switching unit 4, the first protective device 6 and the second protective device 7 are also mounted on the surface of the substrate 20. This achieves a high degree of integration for the switching module according to the invention, which has a positive effect on the space requirement of the switching module.
Eine solches Schaltmodul kann beispielsweise in Mobiltelefonen benutzt werden, weswegen die vorteilhafte Verwendung des erfindungsgemäßen Schaltmoduls als Frontendmodul in einem Mobilfunkgerät ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist.Such a switching module can be used, for example, in mobile telephones, which is why the advantageous use of the switching module according to the invention as a front-end module in a mobile radio device is a further subject of the invention.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die genannten Beispiele für die erste und dritte Schutzvorrichtung, vielmehr können alle denkbaren Schutzvorrichtungen in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Verwendung finden. Darüber hinaus ist die Schaltungsanordnung beziehungsweise das Schaltmodul nicht auf die Anwendung in Mobiltelefonen beschränkt. BezugszeichenlisteThe invention is not limited to the examples mentioned for the first and third protective devices, rather all conceivable protective devices can be used in the circuit arrangement according to the invention. In addition, the circuit arrangement or the switching module is not limited to use in mobile telephones. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Antenneneingang1 antenna input
2 Signaleingang 3 Signalausgang2 signal input 3 signal output
4 Schalteinheit4 switching unit
5 Kontroll-Leitung5 control line
6, 7, 12 erste, zweite, dritte Schutzvorrichtung 8 Masse 9 Galliumarsenid-Schalter6, 7, 12 first, second, third protection device 8 ground 9 gallium arsenide switch
10 Decoder10 decoders
11 Versorgungsleitung 13, 14 Tiefpaßfilter11 supply line 13, 14 low-pass filter
15, 16, 17 Bandpaßfilter 18 Antenne15, 16, 17 bandpass filter 18 antenna
19 Sendeverstärker19 transmitter amplifiers
19a Empfangsverstärker19a receiving amplifier
20 Vielschicht-Keramiksubstrat20 multilayer ceramic substrate
21 Widerstand 22 Kapazität21 resistor 22 capacitance
23 Induktivität23 inductance
24 Steuerleitung24 control line
25 Vorwiderstand25 series resistor
30 Keramikschichten 31 metallische Schichten30 ceramic layers 31 metallic layers
32 Durchkontaktierungen32 vias
TX]_, TX2 Sendereingänge-TX] _, TX 2 transmitter inputs-
RX]_, RX2 , RX3 EmpfängereingängeRX] _, RX2, RX3 receiver inputs
S]_, S2, S3, S4, S5 Steuereingänge des Schal.ters A]_, A2, A3, A4, A5 Steuerausgänge des DecodersS ] _, S2, S3, S4, S5 control inputs of switch A ] _, A 2 , A3, A4, A5 control outputs of the decoder
E]_ , E , E3 Steuereingänge des DecodersE] _, E, E3 control inputs of the decoder
Vcc VersorgungsSpannung Vcc supply voltage

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltungsanordnung1. Circuit arrangement
- mit einem Antenneneingang (1) , einem Signaleingang (2) und einem Signalausgang (3) ,- With an antenna input (1), a signal input (2) and a signal output (3),
- mit einer Schalteinheit (4) , die den Antenneneingang (1) wahlweise mit dem Signaleingang (2) oder dem Signalausgang- With a switching unit (4), the antenna input (1) either with the signal input (2) or the signal output
(3) verbinden kann, und(3) can connect, and
- die eine Kontroll-Leitung (5) aufweist, die die Schalter- Stellung der Schalteinheit (4) steuert,- Which has a control line (5) which controls the switch position of the switching unit (4),
- bei der der Antenneneingang (1) mit einer ersten Schutzvorrichtung (6) und die Kontroll-Leitung (5) mit einer zweiten Schutzvorrichtung (7) gegen elektrostatische Entladungen verbunden ist, und - bei der die zweite Schutzvorrichtung (7) eine Zener-Diode ist.- in which the antenna input (1) is connected to a first protective device (6) and the control line (5) is connected to a second protective device (7) against electrostatic discharges, and - in which the second protective device (7) is a Zener diode is.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der ein Vorwiderstand (25) in Reihe zur Kontroll-Leitung (5) geschaltet ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, in which a series resistor (25) is connected in series with the control line (5).
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Zener-Diode eine Flußspannung kleiner als IV und eine Zener-Spannung kleiner als 20V aufweist. ' 3. Circuit arrangement according to one of claims 1 or 2, wherein the Zener diode has a forward voltage less than IV and a Zener voltage less than 20V. '
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Schutzvorrichtungen (6, 7) mit einer Masse (8) verbunden sind.4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3, in which the protective devices (6, 7) are connected to a ground (8).
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Schalteinheit (4) ein spannungsgesteuerter Schalter ist .5. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 4, wherein the switching unit (4) is a voltage-controlled switch.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, bei der die Schalteinheit (4) ein Galliumarsenid-Schalter (9) ist . 6. Circuit arrangement according to claim 5, wherein the switching unit (4) is a gallium arsenide switch (9).
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6,7. Circuit arrangement according to claim 6,
- bei der zusätzlich ein Decoder (10) vorgesehen ist, der eine Versorgungsleitung (11) aufweist,- in which a decoder (10) is additionally provided, which has a supply line (11),
- und bei der die Versorgungsleitung (11) mit einer dritten Schutzvorrichtung (12) gegen elektrostatische Entladungen versehen ist.- And in which the supply line (11) is provided with a third protective device (12) against electrostatic discharge.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, bei der ein Vorwiderstand (25) in Reihe zur Versorgungslei- tung (11) geschaltet ist.8. Circuit arrangement according to claim 7, in which a series resistor (25) is connected in series with the supply line (11).
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die zusätzlich Frequenzfilter (13, 14, 15, 16, 17) enthält, welche jeweils einem Signaleingang (2) beziehungsweise einem Signalausgang (3) zugeordnet und jeweils in Reihe dazu geschaltet sind.9. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 8, which additionally contains frequency filters (13, 14, 15, 16, 17) which are each assigned to a signal input (2) or a signal output (3) and are each connected in series therewith.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die erste Schutzvorrichtung (6) ein elektrisches Fre- quenzfilter ist.10. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 9, in which the first protective device (6) is an electrical frequency filter.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, bei der das elektrische Frequenzfilter eine Einfügedämpfung aufweist, die kleiner als 0,3 dB ist.11. The circuit arrangement according to claim 10, wherein the electrical frequency filter has an insertion loss which is less than 0.3 dB.
12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der der Antenneneingang (1) mit einer Antenne (17) , der Signaleingang (2) mit einem Sendeverstärker (19) und der Signalausgang (3) mit einem Empfangsverstärker (19a) verbun- den ist.12. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 11, in which the antenna input (1) with an antenna (17), the signal input (2) with a transmission amplifier (19) and the signal output (3) with a reception amplifier (19a) that is.
13. Schaltmodul mit einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,13. Switch module with a circuit arrangement according to one of claims 1 to 12,
- enthaltend ein Vielschicht-Keramiksubstrat (20) mit inte- grierten passiven Bauelementen (21, 22, 23), die Frequenzfilter (13, 14, 15, 16, 17) bilden,comprising a multilayer ceramic substrate (20) with integrated passive components (21, 22, 23) which form frequency filters (13, 14, 15, 16, 17),
- auf dessen Oberseite die Schalteinheit (4) angeordnet ist, - und in das die erste und zweite Schutzvorrichtung (6, 7) integriert ist .- On the top of which the switching unit (4) is arranged, - And in which the first and second protective device (6, 7) is integrated.
14. Verwendung eines Schaltmoduls nach Anspruch 13 als Fron- tendmodul in einem Mobiltelefon. 14. Use of a switching module according to claim 13 as a front-end module in a mobile phone.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4783846A (en) * 1987-06-04 1988-11-08 General Instrument Corporation Switchable signal source module for use with cable television converter
JPH06112850A (en) * 1992-09-28 1994-04-22 Fujitsu Ltd Static electricity protection circuit
EP0681365A1 (en) * 1994-05-02 1995-11-08 Pioneer Electronic Corporation Electrostatic destruction preventing circuit and receiving apparatus having the same
EP1037308A1 (en) * 1999-03-18 2000-09-20 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Electric filter for filtering low frequencies
DE19931056A1 (en) * 1999-07-06 2001-01-25 Epcos Ag Low capacitance multilayer varistor
DE19944489A1 (en) * 1999-09-16 2001-04-19 Infineon Technologies Ag ESD protection arrangement for signal inputs and outputs in semiconductor devices with substrate separation
JP2001127663A (en) * 1999-10-29 2001-05-11 Ngk Spark Plug Co Ltd Static electricity protection circuit
WO2002058239A2 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Epcos Ag Electric circuit module, circuit module arrangement and use of said circuit module and of said circuit module arrangement

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4783846A (en) * 1987-06-04 1988-11-08 General Instrument Corporation Switchable signal source module for use with cable television converter
JPH06112850A (en) * 1992-09-28 1994-04-22 Fujitsu Ltd Static electricity protection circuit
EP0681365A1 (en) * 1994-05-02 1995-11-08 Pioneer Electronic Corporation Electrostatic destruction preventing circuit and receiving apparatus having the same
EP1037308A1 (en) * 1999-03-18 2000-09-20 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Electric filter for filtering low frequencies
DE19931056A1 (en) * 1999-07-06 2001-01-25 Epcos Ag Low capacitance multilayer varistor
DE19944489A1 (en) * 1999-09-16 2001-04-19 Infineon Technologies Ag ESD protection arrangement for signal inputs and outputs in semiconductor devices with substrate separation
JP2001127663A (en) * 1999-10-29 2001-05-11 Ngk Spark Plug Co Ltd Static electricity protection circuit
WO2002058239A2 (en) * 2001-01-18 2002-07-25 Epcos Ag Electric circuit module, circuit module arrangement and use of said circuit module and of said circuit module arrangement

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BENZ ET AL: "Tabellenbuch Radio- und Fernsehtechnik Funkelektronik", 1993, KIESER-VERLAG, NEUSÄSS, XP002232831 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 390 (E - 1582) 21 July 1994 (1994-07-21) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 22 9 March 2001 (2001-03-09) *

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