CN109565263B - 功率放大模块、前端电路以及通信装置 - Google Patents

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Abstract

PA模块(1)具备：多层基板，其具有与电源(70)的地连接的接地图案层(GND)；放大晶体管(10及20)，其配置在该多层基板上；旁路电容器(23)，其一端与放大晶体管(20)的集电极连接；第一布线(L14)，其将放大晶体管(10)的发射极与接地图案层(GND)连接；第二布线(L24)，其将放大晶体管(20)的发射极与接地图案层(GND)连接；第三布线(L25)，其将旁路电容器(23)的另一端与接地图案层(GND)连接；以及第四布线(L61)，其形成于放大晶体管(10)与接地图案层(GND)之间且旁路电容器(23)与接地图案层(GND)之间，将第一布线(L14)与第三布线(L25)连接。

Description

功率放大模块、前端电路以及通信装置
技术领域
本发明涉及一种功率放大模块、前端电路以及通信装置。
背景技术
随着多频段(multiband)化，近年来的便携电话的前端电路需要使发送接收信号以低损耗传播。因此，要求用于放大发送信号的功率放大电路在维持发送时的增益的同时以低噪声传输发送信号。
图9是专利文献1所记载的高频多级AB类偏置放大器的等效电路图。该图所记载的高频多级AB类偏置放大器包括后级高频晶体管601、前级高频晶体管602、匹配电路603、偏置电路604及605以及偏置用电源端子606及607。偏置电路604具备带状(strip)线路641、高频旁路电容器642、偏置用电阻643以及偏置用泄放电阻644。偏置电路605具备带状线路651、高频旁路电容器652、偏置用电阻653以及偏置用泄放电阻654。用于向后级高频晶体管601和前级高频晶体管602提供电源的偏置电路604及605包括由带状线路641及651构成的扼流电路以及对RF信号进行短路和终止的高频旁路电容器642及652，以防止RF信号泄漏到偏置电路。由此，稳定地向后级高频晶体管601和前级高频晶体管602提供电源。
专利文献1：日本特开昭62-39908号公报
发明内容
发明要解决的问题
在近年的便携电话终端所使用的功率放大器模块中，功率放大电路、通信频带切换开关以及匹配电路用部件等安装在内置电路元件的多层基板上。在构成在这种多层基板上的功率放大器模块中，存在电源噪声增大的问题，其原因在于将放大器与在多层基板中形成的地层连接的布线所引起的、在功率放大元件的接地部中产生的电感成分。例如，在图9的等效电路中，后级高频晶体管601和前级高频晶体管602的从发射极端子到接地部的路径存在微小电感(L)，由于流过接地部的返回电流(i)，以V＝L(di/dt)表示的电源噪声(V)增大。
因此，本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种降低了电源噪声的功率放大模块以及通信装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的功率放大模块由进行多级连接的功率放大元件构成，所述功率放大模块具备：多层基板，其具有与电源的地端子连接的接地图案层；第一功率放大元件，其配置在所述多层基板上，具有第一端子、第二端子以及第一输入端子；第二功率放大元件，其配置在所述多层基板上，具有第三端子、第四端子以及与所述第一端子连接的第二输入端子；偏置电路，其向所述第一输入端子和所述第二输入端子提供偏置电压；第一旁路电容器，其一端与所述第三端子连接；第一导体图案，其形成于所述第一功率放大元件与所述接地图案层之间，将所述第二端子与所述接地图案层连接；第二导体图案，其形成于所述第二功率放大元件与所述接地图案层之间，将所述第四端子与所述接地图案层连接；第三导体图案，其形成于所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第一旁路电容器的另一端与所述接地图案层连接；以及第四导体图案，其形成于所述第一功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第一导体图案与所述第三导体图案连接。
根据上述结构，用于将第一功率放大元件进行接地连接的第一导体图案与用于将第一旁路电容器进行接地连接的第三导体图案在比接地图案层靠第一功率放大元件侧的位置经由第四导体图案进行连接。因此，对第一导体图案并联连接第四导体图案，因此能够使在第一功率放大元件的第二端子与接地图案层之间产生的电感成分降低到低于第一导体图案所具有的电感成分。因此，能够降低功率放大模块的电源噪声。
另外，也可以是，所述第四导体图案由多个导体布线构成，所述多个导体布线形成于所述第一功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间的同一层。
由此，与第四导体图案由1条导体布线构成的情况相比，能够使第四导体图案的电感成分变小。通过对第一导体图案并联连接具有更小的电感成分的第四导体图案，能够进一步降低在第一功率放大元件的第二端子与接地图案层之间产生的电感成分。
另外，也可以是，还具备第五导体图案，该第五导体图案形成于所述第二功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第二导体图案与所述第三导体图案连接。
由此，用于将第二功率放大元件进行接地连接的第二导体图案与用于将第一旁路电容器进行接地连接的第三导体图案在比接地图案层靠第二功率放大元件侧的位置经由第五导体图案进行连接。因此，对第二导体图案并联连接第五导体图案，因此能够使在第二功率放大元件的第四端子与接地图案层之间产生的电感成分降低到低于第二导体图案所具有的电感成分。因此，能够降低功率放大模块的电源噪声。
另外，也可以是，还具备：第三功率放大元件，其配置在所述多层基板上的、比所述第一功率放大元件和所述第二功率放大元件接近所述电源的一侧，具有第五端子、第六端子以及与所述第三端子连接的第三输入端子；第二旁路电容器，其一端与所述第五端子连接；第六导体图案，其形成于所述第三功率放大元件与所述接地图案层之间，将所述第六端子与所述接地图案层连接；第七导体图案，其形成于所述第二旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第二旁路电容器的另一端与所述接地图案层连接；以及第八导体图案，其形成于所述第三功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第二旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第六导体图案与所述第七导体图案连接。
由此，用于将第三功率放大元件进行接地连接的第六导体图案与用于将第二旁路电容器进行接地连接的第七导体图案在比接地图案层靠第三功率放大元件侧的位置经由第八导体图案进行连接。因此，对第六导体图案并联连接第八导体图案，因此能够使在第三功率放大元件的第六端子与接地图案层之间产生的电感成分降低到低于第六导体图案所具有的电感成分。因此，能够降低功率放大模块的电源噪声。
另外，也可以是，所述第五导体图案和所述第八导体图案形成于不同的层。
由此，第五导体图案和第八导体图案的配置布局的自由度升高，因此第二功率放大元件和第三功率放大元件的阻抗调整变得容易。
另外，也可以是，所述第二功率放大元件配置在比所述第一功率放大元件接近所述电源的一侧，所述第四导体图案和所述第五导体图案分别由1条以上的导体布线构成，所述第四导体图案的导体布线的条数比所述第五导体图案的导体布线的条数多。
与第二功率放大元件相比，第一功率放大元件距电源地端子的距离更长，因此与第二导体图案相比，第一导体图案更长，电感成分更大。与此相对，与第五导体图案相比，第四导体图案的导体布线的条数更多。因此，与第五导体图案相比，第四导体图案的电感成分更小，由此能够使在第一功率放大元件的第二端子与接地图案层之间产生的电感成分进一步降低到低于在第二功率放大元件的第四端子与接地图案层之间产生的电感成分。因此，能够有效降低最容易叠加电源噪声的第一功率放大元件的电源噪声，因此能够有效降低功率放大模块的电源噪声。
另外，也可以是，所述第二功率放大元件配置在比所述第一功率放大元件接近所述电源的一侧，所述第四导体图案和所述第五导体图案分别由导体布线构成，所述第四导体图案的导体布线的线宽比所述第五导体图案的导体布线的线宽大。
另外，也可以是，所述第二功率放大元件配置在比所述第一功率放大元件接近所述电源的一侧，所述第四导体图案和所述第五导体图案分别由导体布线构成，所述第四导体图案的导体布线比所述第五导体图案的导体布线短。
据此，与第五导体图案相比，第四导体图案的电感成分更小，由此能够使在第一功率放大元件的第二端子与接地图案层之间产生的电感成分进一步降低到低于在第二功率放大元件的第四端子与接地图案层之间产生的电感成分。因此，能够有效降低最容易叠加电源噪声的第一功率放大元件的电源噪声，因此能够有效降低功率放大模块的电源噪声。
另外，也可以是，还具备电源调制器，该电源调制器通过包络线跟踪方式对从所述电源输出的电源电压进行调制，将该调制后的电源电压输出到所述第一端子和所述第三端子。
由此，能够在采取包络线跟踪方式的功率放大模块中降低电源噪声。
另外，本发明的一个方式所涉及的前端电路具备：上述记载的功率放大模块；发送用滤波元件和接收用滤波元件；以及分波器，其向所述接收用滤波元件输出来自天线元件的高频接收信号，并且，向所述天线元件输出由所述功率放大模块放大的、经过所述发送用滤波元件的高频发送信号。
根据上述结构，能够提供降低了电源噪声的前端电路。
另外，本发明的一个方式所涉及的通信装置具备：上述记载的前端电路；以及射频(RF)信号处理电路，其向所述前端电路输出高频发送信号，从所述前端电路被输入高频接收信号。
根据上述结构，能够提供降低了电源噪声的通信装置。
发明的效果
根据本发明，能够提供降低了电源噪声的功率放大模块以及通信装置。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的功率放大模块的等效电路图。
图2是比较例所涉及的功率放大模块的电路结构图。
图3是比较例所涉及的功率放大模块的等效电路图。
图4是实施方式1的变形例所涉及的功率放大模块的等效电路图。
图5是实施方式1的变形例所涉及的功率放大模块的安装结构图。
图6是实施方式1所涉及的功率放大模块的安装结构图。
图7是实施方式2所涉及的功率放大模块的电路结构图。
图8是实施方式3所涉及的通信装置的电路结构图。
图9是专利文献1所记载的高频多级AB类偏置放大器的等效电路图。
具体实施方式
下面，使用实施方式及其附图来详细说明本发明的实施方式。此外，下面说明的实施方式均显示总括性或具体性的例子。下面的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置以及连接方式等是一个例子，其主旨并不在于限定本发明。将下面的实施方式中的结构要素中的未记载于独立权利要求的结构要素作为任意的结构要素来进行说明。另外，附图所示的结构要素的大小或者大小之比未必是严格的。
(实施方式1)
[1.1实施方式1所涉及的PA模块1的电路结构]
图1是实施方式1所涉及的PA(Power Amplifier：功率放大器)模块1的等效电路图。该图所示的PA模块1(功率放大模块)具备高频输入端子101、高频输出端子102、第一放大电路10A、第二放大电路20A、第三放大电路30A、偏置电路11、21及31、扼流线圈12、22及32、旁路电容器23、33及53、第一布线L14、第二布线L24、第三布线L25、第四布线L61、第六布线L34以及第七布线L35。
PA模块1为在多层基板上或其内部安装有上述结构要素的结构。另外，该多层基板具有与电源的地端子连接的接地图案层(相当于图1中的GND)。
第一放大电路10A具有：放大晶体管10；与放大晶体管10的基极端子连接的输入电阻Rin；以及连接于放大晶体管10的基极-集电极之间的电容器C10及电阻R10。第二放大电路20A具有：放大晶体管20；与放大晶体管20的基极端子连接的电容器C20；以及连接于放大晶体管20的基极-集电极之间的电阻R20。第三放大电路30A具有：放大晶体管30；以及与放大晶体管30的基极端子连接的电容器C30。此外，第一放大电路10A、第二放大电路20A以及第三放大电路30A的上述电路结构是一个例子，并不限定于此。
放大晶体管10是第一功率放大元件，其配置在多层基板上，具有第一端子(集电极端子)、第二端子(发射极端子)以及第一输入端子(基极端子)。放大晶体管20是第二功率放大元件，其配置在多层基板上的、比放大晶体管10接近电源(电源输入端子103)的一侧，具有第三端子(集电极端子)、第四端子(发射极端子)以及第二输入端子(基极端子)。放大晶体管30是第三功率放大元件，其配置在多层基板上的、比放大晶体管10及20接近电源(电源输入端子103)的一侧，具有第五端子(集电极端子)、第六端子(发射极端子)以及第三输入端子(基极端子)。
放大晶体管10的集电极端子(第一端子)与放大晶体管20的基极端子(第二输入端子)连接，放大晶体管20的集电极端子(第三端子)与放大晶体管30的基极端子(第三输入端子)连接。由此，PA模块1为第一放大电路10A、第二放大电路20A以及第三放大电路30A进行多级连接的结构。放大晶体管10的基极端子(第一输入端子)经由输入电阻Rin来与高频输入端子101连接，集电极端子(第一端子)经由扼流线圈12来与电源输入端子103连接，发射极端子(第二端子)经由第一布线L14来接地(与GND连接)。放大晶体管20的集电极端子(第三端子)经由扼流线圈22来与电源输入端子103连接，发射极端子(第四端子)经由第二布线L24来接地(与GND连接)。放大晶体管30的集电极端子(第五端子)经由扼流线圈32来与电源输入端子103连接，发射极端子(第六端子)经由第六布线L34来接地(与GND连接)。
此外，虽然在图中没有详细显示，但是在第一放大电路10A、第二放大电路20A以及第三放大电路30A中分别将多个放大晶体管并联连接。
放大晶体管10、20及30是对从高频输入端子101输入的高频发送信号进行放大的功率放大元件，例如由Si或GaAs构成，主要有异质双极型晶体管(HBT)和场效应型晶体管(FET)。在放大晶体管10、20及30由包括Si的CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)构成的情况下，能够廉价地制造PA模块1。另外，在放大晶体管10、20及30由GaAs构成的情况下，能够输出具有高质量的放大性能和噪声性能的高频发送信号。
偏置电路11、21及31分别由直流电流提供用晶体管和其它电路元件构成，通过被提供偏置电源电压和参照电压，来从直流电流提供用晶体管向放大晶体管10、20及30的基极端子提供直流偏置电压(电流)。
旁路电容器23是第一旁路电容器，其一端经由扼流线圈22来与放大晶体管20的集电极端子连接，另一端经由第三布线L25来与接地图案层(相当于图1中的GND)连接。
旁路电容器33是第二旁路电容器，其一端经由扼流线圈32来与放大晶体管30的集电极端子连接，另一端经由第七布线L35来与接地图案层(相当于图1中的GND)连接。
旁路电容器23及33通过上述连接结构，而具有抑制向放大晶体管10、20及30提供的直流电源电压的变动的功能。
第一布线L14是第一导体图案，其形成于放大晶体管10与接地图案层(相当于图1中的GND)之间，将放大晶体管10的发射极端子与接地图案层连接。第一布线L14如图1的等效电路所示那样具有电感成分14。
第二布线L24是第二导体图案，其形成于放大晶体管20与接地图案层(相当于图1中的GND)之间，将放大晶体管20的发射极端子与接地图案层连接。第二布线L24如图1的等效电路所示那样具有电感成分24。
第六布线L34是第六导体图案，其形成于放大晶体管30与接地图案层(相当于图1中的GND)之间，将放大晶体管30的发射极端子与接地图案层连接。第六布线L34如图1的等效电路所示那样具有电感成分34。
第三布线L25是第三导体图案，其形成于旁路电容器23与接地图案层(相当于图1中的GND)之间，将旁路电容器23的另一端与接地图案层连接。第三布线L25如图1的等效电路所示那样具有电感成分25。
第七布线L35是第七导体图案，其形成于旁路电容器33与接地图案层(相当于图1中的GND)之间，将旁路电容器33的另一端与接地图案层连接。第七布线L35如图1的等效电路所示那样具有电感成分35。
在此，本实施方式所涉及的PA模块1的特征在于具备第四布线L61。第四布线L61是第四导体图案，其形成于放大晶体管10与接地图案层(相当于图1中的GND)之间且旁路电容器23与接地图案层之间，将第一布线L14与第三布线L25连接。第四布线L61如图1的等效电路所示那样具有微小的电感成分61。
根据该第四布线L61的配置，第一布线L14和第四布线L61并联连接在放大晶体管10与接地图案层(GND)之间，因此能够使在放大晶体管10的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分降低到低于第一布线L14所具有的电感成分14。因此，能够降低PA模块1的电源噪声。
[1.2比较例所涉及的PA模块500的电路结构]
图2是比较例所涉及的PA模块500的电路结构图。该图所示的PA模块500具备高频输入端子101、高频输出端子102、第一放大电路10A、第二放大电路20A、第三放大电路30A、偏置电路11、21及31、扼流线圈12、22及32以及旁路电容器23、33及53。上述结构要素的连接关系与实施方式1所涉及的PA模块1的连接关系相同。
图3是比较例所涉及的PA模块500的等效电路图。在将PA模块500安装在内置功率放大电路、通信频带切换开关以及匹配电路用部件等电路元件的多层基板上的情况下，如图3所示，利用形成于多层基板的导体布线来将配置在多层基板上的各放大晶体管及旁路电容器与配置在多层基板的接地图案层(相当于图3中的GND)进行连接。更具体地说，在放大晶体管10与接地图案层之间形成第一布线L14。另外，在放大晶体管20与接地图案层之间形成第二布线L24。另外，在旁路电容器23与接地图案层之间形成第三布线L25。另外，在放大晶体管30与接地图案层之间形成第六布线L34。另外，在旁路电容器33与接地图案层之间形成第七布线L35。在此，第一布线L14具有电感成分14，第二布线L24具有电感成分24，第三布线L25具有电感成分25，第六布线L34具有电感成分34，第七布线L35具有电感成分35。
如上所述，在构成在多层基板上的PA模块500中，存在电源噪声增大的问题，其原因在于将各放大晶体管与在多层基板中形成的接地图案层(GND)连接的布线所引起的、在各放大晶体管的接地部中产生的电感成分14、24、25、34及35。例如，在图3的等效电路所示的PA模块500中，由于电感成分14以及流过电源输入端子103、扼流线圈12、放大晶体管10、第一布线L14以及接地图案层(GND)这一路径1的返回电流，以V＝L(di/dt)表示的电源噪声(V)增大。另外，由于电感成分24以及流过电源输入端子103、扼流线圈22、放大晶体管20、第二布线L24以及接地图案层(GND)这一路径2的返回电流，以V＝L(di/dt)表示的电源噪声(V)增大。另外，由于电感成分34以及流过电源输入端子103、扼流线圈32、放大晶体管30、第六布线L34以及接地图案层(GND)这一路径3的返回电流，以V＝L(di/dt)表示的电源噪声(V)增大。
[1.3PA模块1的电源噪声降低效果]
相对于上述的比较例所涉及的PA模块500，根据本实施方式1所涉及的PA模块1，用于将放大晶体管10的发射极接地的第一布线L14与用于将旁路电容器23进行接地连接的第三布线L25在比接地图案层(GND)靠放大晶体管10侧的位置通过第四布线L61进行连接。因此，第一布线L14和第四布线L61并联连接在放大晶体管10与接地图案层(GND)之间，因此能够使在放大晶体管10的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分降低到低于第一布线L14所具有的电感成分14。因此，能够降低PA模块1的电源噪声。
[1.4变形例所涉及的PA模块2的电路结构]
图4是实施方式1的变形例所涉及的PA模块2的等效电路图。该图所示的PA模块2(功率放大模块)具备高频输入端子101、高频输出端子102、第一放大电路10A、第二放大电路20A、第三放大电路30A、偏置电路11、21及31、扼流线圈12、22及32、旁路电容器23、33以及53、第一布线L14、第二布线L24、第三布线L25、第四布线L61A及L61B、第五布线L62、第六布线L34、第七布线L35以及第八布线L63。
与实施方式1所涉及的PA模块1相比，就结构而言，本变形例所涉及的PA模块2在以下方面不同：(1)配置有2条第四布线；(2)配置有第五布线L62和第八布线L63。下面，关于本变形例所涉及的PA模块2，省略与实施方式1所涉及的PA模块1相同的方面的说明，以不同的方面为中心来进行说明。
第四布线L61A及L61B是第四导体图案，其形成于放大晶体管10与接地图案层(GND)之间且旁路电容器23与接地图案层(GND)之间，将第一布线L14与第三布线L25连接。第四布线L61A及L61B如图4的等效电路所示那样分别具有微小的电感成分61A及61B。在此，第四布线L61A及L61B形成于多层基板的同一层，并联连接在第一布线L14与第三布线L25之间。
由此，与第四导体图案由1条导体布线构成的情况相比，能够使第四布线L61A及L61B的合成电感成分变小。也就是说，通过对第一布线L14并联连接具有更小的电感成分的第四布线L61A及L61B，能够进一步降低在放大晶体管10的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分。
第五布线L62是第五导体图案，其形成于放大晶体管20与接地图案层(GND)之间且旁路电容器23与接地图案层(GND)之间，将第二布线L24与第三布线L25连接。第五布线L62如图4的等效电路所示那样具有微小的电感成分62。
由此，用于将放大晶体管20的发射极接地的第二布线L24与用于将旁路电容器23进行接地连接的第三布线L25在比接地图案层(GND)靠放大晶体管20侧的位置通过第五布线L62进行连接。因此，第二布线L24和第五布线L62并联连接在放大晶体管20与接地图案层(GND)之间。由此，能够使在放大晶体管20的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分降低到低于第二布线L24所具有的电感成分24。因此，主要能够降低放大晶体管20的电源噪声，从而能够降低PA模块2的电源噪声。
第八布线L63是第八导体图案，其形成于放大晶体管30与接地图案层(GND)之间且旁路电容器33与接地图案层(GND)之间，将第六布线L34与第七布线L35连接。第八布线L63如图4的等效电路所示那样具有微小的电感成分63。
由此，用于将放大晶体管30的发射极接地的第六布线L34与用于将旁路电容器33进行接地连接的第七布线L35在比接地图案层(GND)靠放大晶体管30侧的位置通过第八布线L63进行连接。因此，第六布线L34和第八布线L63并联连接在放大晶体管30与接地图案层(GND)之间。由此，能够使在放大晶体管30的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分降低到低于第六布线L34所具有的电感成分34。因此，主要能够降低放大晶体管30的电源噪声，从而能够降低PA模块2的电源噪声。
另外，在本变形例所涉及的PA模块2中，第四布线L61A及L61B的条数是2条，第五布线L62的条数是1条。也就是说，第四导体图案的导体布线的条数比第五导体图案的导体布线的条数多。
与放大晶体管20相比，放大晶体管10距与电源地端子连接的接地图案层(GND)的距离更长，因此与第二布线L24相比第一布线L14更长，与电感成分24相比电感成分14更大。与此相对，与第五导体图案相比，第四导体图案的导体布线的条数更多，因此与第五导体图案相比第四导体图案的电感成分更小。由此，能够使在放大晶体管10的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分进一步降低到低于在放大晶体管20的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分。因此，能够有效地降低PA模块2的电源噪声。
此外，也可以是，处于第四导体图案的导体布线的条数与第五导体图案的导体布线的条数相同的情况，且第四导体图案的导体布线的线宽比第五导体图案的导体布线的线宽大。另外，也可以是，处于第四导体图案的导体布线的条数及线宽与第五导体图案的导体布线的条数及线宽相同的情况，且第四导体图案的导体布线比第五导体图案的导体布线短。根据这些，也使第四导体图案的电感成分小于第五导体图案的电感成分。因此，能够有效地降低PA模块2的电源噪声。
[1.5变形例所涉及的PA模块2的安装结构]
图5是实施方式1的变形例所涉及的PA模块2的安装结构图。在该图的下段示出了变形例所涉及的PA模块2和电源70的俯视结构图，在上段示出了该俯视结构图的V-V截面图。如该图所示，PA模块2具有多层安装基板90、多层电路基板80、放大晶体管30以及旁路电容器33。此外，图5中仅提取出PA模块2中的第三放大电路30A及其外围电路元件来表示。
多层安装基板90和多层电路基板80例如是层叠低温烧结陶瓷基板(LTCC基板)、玻璃环氧基板来形成的树脂多层基板等。另外，也可以是，放大晶体管30、旁路电容器33以及其它电路元件等在多层安装基板90上被环氧树脂等覆盖。
此外，在图5的下段所示的俯视结构图示出了透视放大晶体管30和旁路电容器33后的多层电路基板80的表面的电极布局。
在多层安装基板90上配置有多层电路基板80和电源70。在多层电路基板80上配置有放大晶体管30和旁路电容器33。在多层电路基板80内形成有扼流线圈32。另外，在多层电路基板80和多层安装基板90，通过通路布线(via wiring)形成有将放大晶体管30的发射极端子与接地图案层(GND)连接的第六布线L34以及将旁路电容器33的其它端子与接地图案层(GND)连接的第七布线L35。在多层电路基板80的表面形成有放大晶体管30的接地图案30E、与放大晶体管30的集电极端子连接的电极20C、与旁路电容器33的一端连接的电极33H以及与旁路电容器33的另一端连接的电极33G。在此，除了上述电极以外，在多层电路基板80的表面还形成有第八布线L63。也就是说，第八布线L63形成于放大晶体管30与接地图案层(GND)之间且旁路电容器33与接地图案层(GND)之间，将第六布线L34与第七布线L35连接。此外，第八布线L63的形成位置也可以不在多层电路基板80的表面，也可以形成于多层电路基板80的内部或者多层安装基板90的比接地图案层(GND)靠上方的位置。
根据上述结构，用于将放大晶体管30的发射极接地的第六布线L34与用于将旁路电容器33进行接地连接的第七布线L35在比接地图案层(GND)靠放大晶体管30侧的位置通过第八布线L63进行连接。因此，第八布线L63(及第七布线L35的串联连接)以及第六布线L34并联连接在放大晶体管30与接地图案层(GND)之间。由此，能够使在放大晶体管30的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分降低到低于第六布线L34所具有的电感成分34。因此，能够降低PA模块2的电源噪声。
此外，在变形例所涉及的PA模块2中，也可以将第八布线L63和第五布线L62形成于多层电路基板80的不同的层，该第五布线L62是将第二布线L24与第三布线L25连接的布线。由此，第五布线L62和第八布线L63的配置布局的自由度升高，因此放大晶体管20及30的阻抗调整变得容易。
[1.6实施方式1所涉及的PA模块1的安装结构]
图6是实施方式1所涉及的PA模块1的安装结构图。在该图的下段示出了实施方式1所涉及的PA模块1和电源70的俯视结构图，在上段示出了该俯视结构图的VI-VI截面图。如该图所示，PA模块1具有多层安装基板90、多层电路基板80、放大晶体管10以及旁路电容器23。此外，图6中仅提取出PA模块1中的第一放大电路10A及其外围电路元件来表示。
此外，在图6的下段所示的俯视结构图示出了透视放大晶体管10和旁路电容器23后的多层电路基板80的表面的电极布局。
在多层安装基板90上配置有多层电路基板80和电源70。在多层电路基板80上配置有放大晶体管10和旁路电容器23。在多层电路基板80内形成有扼流线圈12。另外，在多层电路基板80和多层安装基板90，通过通路布线形成有将放大晶体管10的发射极端子与接地图案层(GND)连接的第一布线L14以及将旁路电容器23的其它端子与接地图案层(GND)连接的第三布线L25。在多层电路基板80的表面形成有放大晶体管10的接地图案10E、与放大晶体管10的集电极端子连接的电极10C、与旁路电容器23的一端连接的电极23H以及与旁路电容器23的另一端连接的电极23G。在此，在多层电路基板80的内层形成有第四布线L61。也就是说，第四布线L61形成于放大晶体管10与接地图案层(GND)之间且旁路电容器23与接地图案层(GND)之间，将第一布线L14与第三布线L25连接。
在多层电路基板80的表面的、第一布线L14与第三布线L25之间的区域配置有电路元件、布线等的情况下，有时难以在该区域形成第四布线L61。在该情况下，也可以如上所述那样将第四布线L61形成于多层电路基板80的内层。此外，第四布线L61的形成位置也可以不在多层电路基板80的表面和内部，也可以形成于多层安装基板90的比接地图案层(GND)靠上方的位置。
根据上述结构，用于将放大晶体管10的发射极接地的第一布线L14与用于将旁路电容器23进行接地连接的第三布线L25在比接地图案层(GND)靠放大晶体管10侧的位置通过第四布线L61进行连接。因此，第四布线L61(及第三布线L25的串联连接)以及第一布线L14并联连接在放大晶体管10与接地图案层(GND)之间。由此，能够使在放大晶体管10的发射极端子与接地图案层(GND)之间产生的电感成分降低到低于第一布线L14所具有的电感成分14。因此，能够降低PA模块1的电源噪声。
此外，在本实施方式及其变形例中，例示了具有第四布线L61的PA模块1以及具有第四布线L61A及L61B、第五布线L62和第八布线L63的PA模块2，但是本发明所涉及的PA模块不限于它们。例如，具有第四布线L61、第五布线L62以及第八布线L63的PA模块、具有第四布线L61和第五布线L62的PA模块、具有第四布线L61和第八布线L63的PA模块、仅具有第四布线L61A及L61B的PA模块等也包括在本发明所涉及的PA模块中。
(实施方式2)
实施方式1及其变形例所涉及的PA模块1或2能够应用于包络线跟踪方式的PA模块。在本实施方式中，说明包络线跟踪方式的PA模块。
图7是实施方式2所涉及的PA模块3的电路结构图。该图所示的PA模块3具备PA模块1和电源调制器75，以包络线跟踪方式(下面记载为ET方式)进行动作。
PA模块1是实施方式1所涉及的PA模块，具有能够降低电源噪声的结构。
电源调制器75根据从AM(Amplitude Modulation：调幅)信号输入端子104输入的输出电力的振幅信息(包络线)来对从电源70提供的直流电压进行调制，将该调制后的电压经由电源输入端子103施加到放大晶体管10、20及30的集电极端子。此外，电源调制器75也可以包括电源70。也就是说，电源调制器75作为包络线放大器来发挥功能。
根据上述结构，根据输出电力来改变放大晶体管10、20及30的集电极电压，由此能够减少在使电源电压为固定电压的情况下进行动作时产生的电力损耗，有效降低电源噪声。另外，通过根据上述振幅信息来改变电源电压，能够使放大晶体管10、20及30以接近大致饱和的状态动作，从而能够实现PA模块3的高效化。例如，在如W-CDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access：宽带码分多址)的调制信号那样、功率放大器的平均输出电力与峰值输出电力之比大的情况下，当使各放大晶体管以固定电压动作时，平均输出电力时效率变低。然而，在采取ET方式的PA模块3中，根据输出电力来改变集电极电压，由此实现高效化。
另外，在PA模块3应用于多模式(multimode)、多频段的系统的情况下，电源调制器75能够与各模式、各频段相应地改变电源电压的调制度。因此，PA模块3对于多模式、多频段的系统来说是有利的。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明具备实施方式1所涉及的PA模块1、2或实施方式2所涉及的PA模块3的前端电路以及通信装置。
图8是实施方式3所涉及的通信装置100的电路结构图。该图中示出了通信装置100和天线元件4。通信装置100具备前端电路200、RF信号处理电路5以及基带信号处理电路6。前端电路200例如配置于支持多模式/多频段的便携电话的前端部。
前端电路200具备PA模块1、低噪声放大器电路120、天线匹配电路130、天线开关140、接收用滤波器150以及发送用滤波器160。
天线匹配电路130是与天线元件4及天线开关140连接的、取得天线元件4与前端电路200的匹配的电路。由此，前端电路200能够以低损耗从天线元件4接收接收信号，以低损耗向天线元件4输出发送信号。天线匹配电路130由1个以上的高频电路部件构成，例如包括芯片状或形成为图案的电感器以及芯片状或形成为图案的电容器。此外，天线匹配电路130不是前端电路200的必需结构要素。另外，天线匹配电路130也可以是支持多频段和多模式的、能够根据所选择的频段或模式改变阻抗的可变匹配电路。
天线开关140是通过使天线元件4(以及天线匹配电路130)与发送侧信号路径及接收侧信号路径中的一方连接来对天线元件4与多个信号路径的连接进行切换的分波器。更具体地说，天线开关140具备与天线匹配电路130连接的共用端子以及与上述发送侧信号路径或接收侧信号路径连接的2个选择端子。
此外，在图8中示出了天线开关140是单刀双掷型的高频开关，但是在分别配置有多个发送侧信号路径和接收侧信号路径的情况下，天线开关140不限定于1输入2输出型。另外，也可以配置对发送波和接收波进行分波的包括双工器或三工器的多工器来代替天线开关140。
接收用滤波器150是将由天线元件4接收并经过天线开关140的接收信号以规定的通带进行滤波后、向低噪声放大器电路120输出的接收用滤波元件。
发送用滤波器160是将从PA模块1输出的发送信号以规定的通带进行滤波后、经由天线开关140向天线元件4输出的发送用滤波元件。
PA模块1是将从RF信号处理电路5输出的高频发送信号放大后向天线开关140输出的功率放大模块。PA模块1是实施方式1所涉及的PA模块1。此外，本实施方式所涉及的PA模块也可以是实施方式1的变形例所涉及的PA模块2或者实施方式2所涉及的PA模块3，来代替实施方式1所涉及的PA模块1。
低噪声放大器电路120是将从天线开关140输出的高频接收信号放大后向RF信号处理电路5输出的高频放大电路。
RF信号处理电路5通过下变频等对从天线元件4经由接收侧信号路径输入的高频接收信号进行信号处理，将该信号处理后生成的接收信号输出到基带信号处理电路6。RF信号处理电路5例如是RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit：射频集成电路)。另外，RF信号处理电路5通过上变频等对从基带信号处理电路6输入的发送信号进行信号处理，将该信号处理后生成的高频发送信号输出到PA模块1。
基带信号处理电路6是使用频率比前端部中的高频信号的频带的频率低的中间频带来进行信号处理的电路。由基带信号处理电路6处理后的信号例如被用于图像显示，另外，例如被用于借助扬声器的通话。
此外，前端电路200也可以是根据要求规格而不具有接收用滤波器150和发送用滤波器160中的至少一方的结构。
另外，图8的前端电路200为具有1个发送侧信号路径和1个接收侧信号路径的结构，但是也可以是具有多个发送侧信号路径和多个接收侧信号路径的结构以支持多频段。另外，在该情况下，PA模块1、低噪声放大器电路120、接收用滤波器150以及发送用滤波器160也可以分别与各频带对应地按每个信号路径来配置。另外，PA模块1、低噪声放大器电路120、接收用滤波器150以及发送用滤波器160也可以是能够与所选择的频带相应地改变带通特性和放大特性的结构，在该情况下，PA模块1、低噪声放大器电路120、接收用滤波器150以及发送用滤波器160的数量也可以比信号路径的条数少。
根据上述结构，能够提供降低了电源噪声的前端电路200以及通信装置100。
(其它实施方式等)
以上，关于本发明的实施方式所涉及的功率放大模块、前端电路以及通信装置，列举实施方式1～3来进行了说明，但是本发明的功率放大模块、前端电路以及通信装置不限定于上述实施方式。将上述实施方式中的任意的结构要素进行组合来实现的其它实施方式、对上述实施方式实施本领域技术人员在不脱离本发明的宗旨的范围内想到的各种变形来得到的变形例、内置有本公开的功率放大模块、前端电路以及通信装置的各种设备也包括在本发明中。
此外，第一布线L14、第二布线L24、第三布线L25、第四布线L61、第五布线L62、第六布线L34、第七布线L35、第八布线L63不限定于线状的布线，是在构成多层基板的规定的导体层形成的导体图案即可。
另外，在上述实施方式所涉及的功率放大模块、前端电路以及通信装置中，也可以在附图中公开的将各电路元件连接以及将信号路径连接的路径之间插入其它的高频电路元件和布线等。
另外，在实施方式1中，说明了放大晶体管10、20及30进行级联连接而成的3级PA模块，但是本发明所涉及的PA模块不受放大晶体管的级数所限定。
产业上的可利用性
本发明作为配置于支持多频段/多模式的前端部的功率放大模块，能够广泛利用于便携电话等通信设备。
附图标记说明
1、2、3、500：PA模块；4：天线元件；5：RF信号处理电路；6：基带信号处理电路；10A：第一放大电路；10C、20C、23G、23H、33G、33H：电极；10E、30E：接地图案；11、21、31、604、605：偏置电路；12、22、32：扼流线圈；14、24、25、34、35、61、61A、61B、62、63：电感成分；20A：第二放大电路；23、33、53：旁路电容器；30A：第三放大电路；70：电源；75：电源调制器；80：多层电路基板；90：多层安装基板；100：通信装置；101：高频输入端子；102：高频输出端子；103：电源输入端子；104：AM信号输入端子；120：低噪声放大器电路；130：天线匹配电路；140：天线开关；150：接收用滤波器；160：发送用滤波器；200：前端电路；601：后级高频晶体管；602：前级高频晶体管；603：匹配电路；606、607：偏置用电源端子；641、651：带状线路；642、652：高频旁路电容器；643、653：偏置用电阻；644、654：偏置用泄放电阻；C10、C20、C30：电容器；L14：第一布线；L24：第二布线；L25：第三布线；L34：第六布线；L35：第七布线；L61、L61A、L61B：第四布线；L62：第五布线；L63：第八布线；R10、R20：电阻。

Claims (11)

1.一种功率放大模块，由进行多级连接的功率放大元件构成，所述功率放大模块具备：
多层基板，其具有与电源的地端子连接的接地图案层；
第一功率放大元件，其配置在所述多层基板上，具有第一端子、第二端子以及第一输入端子；
第二功率放大元件，其配置在所述多层基板上，具有第三端子、第四端子以及与所述第一端子连接的第二输入端子；
偏置电路，其向所述第一输入端子和所述第二输入端子提供偏置电压；
第一旁路电容器，其一端与所述第三端子连接；
第一导体图案，其形成于所述第一功率放大元件与所述接地图案层之间，将所述第二端子与所述接地图案层连接；
第二导体图案，其形成于所述第二功率放大元件与所述接地图案层之间，将所述第四端子与所述接地图案层连接；
第三导体图案，其形成于所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第一旁路电容器的另一端与所述接地图案层连接；以及
第四导体图案，其形成于所述第一功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第一导体图案与所述第三导体图案连接。
2.根据权利要求1所述的功率放大模块，其特征在于，
所述第四导体图案由多个导体布线构成，所述多个导体布线形成于所述第一功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间的同一层。
3.根据权利要求1或2所述的功率放大模块，其特征在于，
还具备第五导体图案，该第五导体图案形成于所述第二功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第一旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第二导体图案与所述第三导体图案连接。
4.根据权利要求3所述的功率放大模块，其特征在于，还具备：
第三功率放大元件，其配置在所述多层基板上的、比所述第一功率放大元件和所述第二功率放大元件接近所述电源的一侧，具有第五端子、第六端子以及与所述第三端子连接的第三输入端子；
第二旁路电容器，其一端与所述第五端子连接；
第六导体图案，其形成于所述第三功率放大元件与所述接地图案层之间，将所述第六端子与所述接地图案层连接；
第七导体图案，其形成于所述第二旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第二旁路电容器的另一端与所述接地图案层连接；以及
第八导体图案，其形成于所述第三功率放大元件与所述接地图案层之间且所述第二旁路电容器与所述接地图案层之间，将所述第六导体图案与所述第七导体图案连接。
5.根据权利要求4所述的功率放大模块，其特征在于，
所述第五导体图案和所述第八导体图案形成于不同的层。
6.根据权利要求3所述的功率放大模块，其特征在于，
所述第二功率放大元件配置在比所述第一功率放大元件接近所述电源的一侧，
所述第四导体图案和所述第五导体图案分别由1条以上的导体布线构成，
所述第四导体图案的导体布线的条数比所述第五导体图案的导体布线的条数多。
7.根据权利要求3所述的功率放大模块，其特征在于，
所述第二功率放大元件配置在比所述第一功率放大元件接近所述电源的一侧，
所述第四导体图案和所述第五导体图案分别由导体布线构成，
所述第四导体图案的导体布线的线宽比所述第五导体图案的导体布线的线宽大。
8.根据权利要求3所述的功率放大模块，其特征在于，
所述第二功率放大元件配置在比所述第一功率放大元件接近所述电源的一侧，
所述第四导体图案和所述第五导体图案分别由导体布线构成，
所述第四导体图案的导体布线比所述第五导体图案的导体布线短。
9.根据权利要求1或2所述的功率放大模块，其特征在于，
还具备电源调制器，该电源调制器通过包络线跟踪方式对从所述电源输出的电源电压进行调制，将该调制后的电源电压输出到所述第一端子和所述第三端子。
10.一种前端电路，具备：
根据权利要求1～9中的任一项所述的功率放大模块；
发送用滤波元件和接收用滤波元件；以及
分波器，其向所述接收用滤波元件输出来自天线元件的高频接收信号，并且，向所述天线元件输出由所述功率放大模块放大的、经过所述发送用滤波元件的高频发送信号。
11.一种通信装置，具备：
根据权利要求10所述的前端电路；以及
射频信号处理电路，其向所述前端电路输出高频发送信号，从所述前端电路被输入高频接收信号。
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