CN110114979A - 高频开关以及通信装置 - Google Patents

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CN110114979A CN201780079101.4A CN201780079101A CN110114979A CN 110114979 A CN110114979 A CN 110114979A CN 201780079101 A CN201780079101 A CN 201780079101A CN 110114979 A CN110114979 A CN 110114979A
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Abstract

高频开关(1)具备第一开关电路(10)和第二开关(23)，上述第一开关电路(10)具有第一共用端子(11)、至少2个第一选择端子(12a)和(12b)、选择性地连接第一共用端子(11)与至少2个第一选择端子(12a)和(12b)的每一个的第一开关(13)、以及切换第一共用端子(11)与接地的导通以及非导通的第一分路开关(14)，上述第二开关电路(20)具有与第一共用端子(11)连接的第二共用端子(21)、至少2个第二选择端子(22a)～(22d)、以及选择性地连接第二共用端子(21)与至少2个第二选择端子(22a)～(22d)的每一个的第二开关(23)。

Description

高频开关以及通信装置
技术领域
本发明涉及高频开关以及通信装置。
背景技术
近年来，已知有随着以移动电话为代表的通信装置的多频带化(Multibanding)，进行多个通信频带的收发的高频模块。在这样的高频模块中，设置开关电路，该开关电路具备与天线连接的共用端子和与高频电路(发送系统的电路或者接收系统的电路)连接的多个选择端子(例如，参照专利文献1)。一般而言，在天线与高频电路非导通时需要提高天线与高频电路的隔离度。在该开关电路中，由于该开关电路的选择端子中未与高频电路连接的空端口与接地连接，所以通过共用端子连接于与接地连接的空端口能够提高隔离度。
专利文献1:日本专利第4715973号公报
近年来，需要应对同时使用相互不同的多个频带的载波聚合(CA)。然而，上述以往的开关电路不应对CA，而在应对CA的开关电路中未公开提高隔离度。此外，所谓的隔离度表示任意的2点间的分离的程度。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够应对CA，并且，提高隔离度的高频开关以及通信装置。
为了实现上述目的，本发明的一个方式的高频开关具备：第一开关电路，具有第一共用端子、至少2个第一选择端子、选择性地连接上述第一共用端子和上述至少2个第一选择端子的每一个的第一开关、切换上述第一共用端子与接地的导通以及非导通的第一分路开关，以及第二开关电路，具有与上述第一共用端子连接的第二共用端子、至少2个第二选择端子、以及选择性地连接上述第二共用端子与上述至少2个第二选择端子的每一个的第二开关。
由此，通过第一分路开关使第一共用端子与接地非导通，通过第一开关使第一共用端子与至少2个第一选择端子的任意一个连接，通过第二开关使第二共用端子与至少2个第二选择端子的任意一个连接，从而能够进行CA。换句话说，本发明的高频开关应对CA。另外，在未进行CA的情况下，通过第一分路开关使第一共用端子与接地导通，第一共用端子成为接地的状态。换句话说，由于流入第一共用端子的信号流过接地，所以能够提高第一共用端子与第一选择端子的隔离度。
另外，本发明的高频开关为了应对CA而由第一开关电路和第二开关电路的至少2个电路构成。换句话说，能够对同时进行通信的每个频带(换言之，第一开关电路以及第二开关电路的每一个，更具体而言，第一共用端子以及第二共用端子的每一个)，连接匹配电路。因此，由于用于应对CA的电路分为2个来实现，所以能够连接匹配电路的位置增加，容易获得其它部件(例如天线元件等)与高频开关的匹配，并由于回波损耗的改善而能够减少插入损失。
另外，例如，作为应对CA的高频开关，考虑能够同时将一个共用端子与多个路径导通的电路(称为同时接通电路)。本发明的高频开关由于作为一个共用端子的开关的连接目的地的选择端子的数量比该同时接通电路少，所以能够减少插入损失。
像这样，根据本发明的高频开关，应对CA，并且，能够提高隔离度，并且，能够减少插入损失。
另外，也可以上述第二开关电路还具有第二分路开关，该第二分路开关切换上述第二共用端子与接地的导通以及非导通。
由此，在通过第二分路开关使第二共用端子与接地导通的情况下，成为第二共用端子接地的状态。换句话说，由于流入第二共用端子的信号流过接地，所以能够提高第二共用端子与第二选择端子的隔离度。
另外，也可以上述第一开关电路由第一芯片形成，上述第一分路开关内置于上述第一芯片，上述第二开关电路由第二芯片形成，上述第二分路开关内置于上述第二芯片。
由此，由于用于提高隔离度的第一分路开关内置于第一芯片，用于提高隔离度的第二分路开关内置于第二芯片，所以能够抑制由第一分路开关以及第二分路开关的追加引起的安装高频开关、第一分路开关以及第二分路开关的模块的尺寸的增大并且提高隔离度。
另外，也可以上述第一开关电路和上述第二开关电路由一个芯片形成，上述第一分路开关以及上述第二分路开关内置于上述一个芯片。
由此，通过第一开关电路与第二开关电路由一个芯片形成，所以能够以低成本制造高频开关。另外，由于用于提高隔离度的第一分路开关以及第二分路开关内置于该芯片，所以能够维持隔离度，并且抑制由第一分路开关以及第二分路开关的追加引起的安装高频开关、第一分路开关以及第二分路开关的模块的尺寸的增大。
另外，也可以在上述一个芯片，设置有上述第一共用端子、上述第二共用端子、以及与接地连接的接地端子，上述接地端子配置在上述第一共用端子与上述第二共用端子之间。
由于在第一共用端子与第二共用端子之间配置接地端子，所以第一共用端子与第二共用端子至少分离接地端子的量的距离来配置。另外，通过接地端子能够切断在第一共用端子与第二共用端子之间泄漏的信号。像这样，能够提高第一共用端子与第二共用端子的隔离度。
另外，也可以上述第一开关电路用于第一频带的通信，上述第二开关电路用于与上述第一频带不同的第二频带的通信，在进行以上述第一频带为通带的信号的收发时，上述第一分路开关被断开而上述第一共用端子与接地成为非导通状态，上述第二分路开关被接通而上述第二共用端子与接地成为导通状态，在进行以上述第二频带为通带的信号的收发时，上述第一分路开关被接通而上述第一共用端子与接地成为导通状态，上述第二分路开关被断开而上述第二共用端子与接地成为非导通状态。
由此，在未进行CA的情况下，在仅使用第一频带以及第二频带中的第二频带时，通过第一分路开关使第一共用端子与接地导通，而能够提高第一共用端子与第一选择端子的隔离度。另外，通过第二分路开关使第二共用端子与接地非导通，第二共用端子与第二选择端子被导通，而能够进行第二频带的通信。另一方面，在未进行CA的情况下，在仅使用第一频带以及第二频带中的第一频带时，通过第二分路开关使第二共用端子与接地导通，而能够提高第二共用端子与第二选择端子的隔离度。另外，通过第一分路开关使第一共用端子与接地非导通，第一共用端子与第一选择端子被导通，而能够进行第一频带的通信。
另外，也可以上述第一频带是包含于800MHz频段～900MHz频段的频率范围，上述第二频带是包含于600MHz频段～700MHz频段的频率范围。
具体而言，也可以上述第一频带是LTE(Long Term Evolution)的Band8，上述第二频带是LTE的Band20。或者，也可以上述第一频带是LTE的Band8，上述第二频带是LTE的Band28。或者，也可以上述第一频带是LTE的Band26，上述第二频带是LTE的Band12、Band13或者Band17。或者，也可以上述第一频带是LTE的Band26，上述第二频带是LTE的Band29。
另外，也可以上述第一开关电路还具有第一匹配电路，该第一匹配电路设置于经由上述第一分路开关连结上述第一共用端子与接地的路径，上述第二开关电路还具有第二匹配电路，该第二匹配电路设置于经由上述第二分路开关连结上述第二共用端子与接地的路径。
由此，由于用于获得高频开关与其它部件的匹配的匹配电路设置于高频开关，所以例如，与在安装高频开关与该匹配电路的模块中该匹配电路与高频开关独立设置的情况相比能够使该模块小型化。另外，在进行CA时，由于第一分路开关以及第二分路开关被断开，能够将第一分路开关以及第二分路开关视为电容成分，所以能够通过该电容成分与匹配电路获得第一开关电路以及第二开关电路的匹配。另外，在未进行CA时，与未被用于通信的频带对应的开关电路的分路开关被接通，与被用于通信的频带对应的开关电路的分路开关被断开。例如在第一分路开关被接通，第二分路开关被断开的情况下，第一匹配电路与第二开关电路并联。因此，能够通过第一匹配电路、第二匹配电路、以及作为电容成分的第二分路开关进行第二开关电路的匹配。在第一分路开关被断开，第二分路开关被接通的情况下也同样，第二匹配电路与第一开关电路并联。因此，能够通过第一匹配电路、第二匹配电路、以及作为电容成分的第一分路开关进行第一开关电路的匹配。像这样，由于能够通过多个匹配电路以及电容成分进行匹配，所以阻抗调整变得容易。
另外，也可以上述第一匹配电路与上述第一分路开关构成陷波滤波器。
由此，能够通过第一匹配电路和作为断开时的电容成分的第一分路开关构成陷波滤波器。因此，例如在第一分路开关被断开，第二分路开关被接通的情况下，通过由第一匹配电路和第一分路开关构成的陷波滤波器能够提高第一频带外的衰减特性。
另外，也可以上述第二匹配电路与上述第二分路开关构成陷波滤波器。
由此，能够通过第二匹配电路和作为断开时的电容成分的第二分路开关构成陷波滤波器。因此，例如在第一分路开关被接通，第二分路开关被断开的情况下，能够通过由第二匹配电路和第二分路开关构成的陷波滤波器提高第二频带外的衰减特性。
另外，也可以高频开关还具备放大电路。
由此，能够提供一种能够应对CA并且提高隔离度的具备放大电路的高频开关。
另外，本发明的一个方式的通信装置具备：RF信号处理电路，对由天线元件收发的高频信号进行处理；以及上述的高频开关，在上述天线元件与上述RF信号处理电路之间传递上述高频信号。
由此，能够提供一种能够应对CA，并且，提高隔离度的通信装置。
根据本发明的高频开关以及通信装置，能够应对CA，并且，提高隔离度。
附图说明
图1是实施方式1的高频开关及其周边电路的结构图。
图2是比较例的高频开关及其周边电路的结构图。
图3是示意性地表示实施方式1的高频开关及其周边电路的第一分路开关接通时的电路的图。
图4是示意性地表示在第一分路开关接通时的实施方式1的高频开关中信号传播的情况的图。
图5是表示第一分路开关接通时和断开时的第一共用端子与第一选择端子的隔离度的图。
图6是示意性地表示第一分路开关以及第二分路开关内置于第一芯片以及第二芯片的图。
图7A是示意性地表示由一个芯片形成第一开关电路和第二开关电路的图。
图7B是示意性地表示第一分路开关以及第二分路开关内置于一个芯片的图。
图8是实施方式3的高频开关及其周边电路的结构图。
图9是实施方式4的通信装置的结构图。
具体实施方式
以下，使用实施例以及附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，以下说明的实施方式均表示概括性的或者具体的例子。在以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接方式等是一个例子，并不是限定本发明。对于以下的实施方式中的构成要素中的未记载于独立权利要求的构成要素，作为任意的构成要素来说明。另外，附图所示的构成要素的大小未必是严格的。另外，在各图中，存在对于实质相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化重复的说明的情况。另外，在以下的实施方式中，所谓的“连接”不光是直接连接的情况，也包含经由其它元件等电连接的情况。
(实施方式1)
[1.高频开关的结构]
图1是实施方式1的高频开关1及其周边电路的结构图。在图1中，除了高频开关1以外还示有天线元件ANT、匹配电路41～43、以及滤波器51～56。
天线元件ANT是收发高频信号的例如依据LTE(Long Term Evolution：长期演进)等通信标准的应对多频带的天线。
高频开关1是应对同时使用相互不同的至少2个频带的载波聚合(CA)的高频开关，例如，配置于移动电话等通信装置的前端。在本实施方式中，高频开关1与天线元件ANT连接。高频开关1是将由天线元件ANT收发的高频信号分配给滤波器51～56的每一个的路径的开关。
高频开关1具备第一开关电路10和第二开关电路20。第一开关电路10用于在CA中同时使用的至少2个频带(在本实施方式中第一频带以及第二频带)中的第一频带的通信。另外，第二开关电路20用于与第一频带不同的第二频带的通信。与天线元件ANT连接的路径30分支为路径31和路径32，路径31与第一开关电路10连接，路径32与第二开关电路20连接。由此，能够通过第一开关电路10以及第二开关电路20分别同时使用第一频带以及第二频带。
第一频带例如是作为低频带(LB：Low Band)包含于800MHz频段～900MHz频段的频率范围，第一频带例如包含LTE的Band8以及Band26。第二频带例如是作为超低频带(VLB：Very Low Band)包含于600MHz频段～700MHz频段的频率范围，第二频带例如包含LTE的Band20、Band12/13/17、Band28以及Band29。
第一开关电路10具有与天线元件ANT连接的第一共用端子11、至少2个第一选择端子(在这里，为2个第一选择端子12a以及12b)、选择性地连接第一共用端子11和2个第一选择端子12a以及12b的每一个的第一开关13、以及切换第一共用端子11与接地的导通以及非导通的第一分路开关14。
第一开关13例如基于来自外部(例如后述的RF信号处理电路)的控制信号，将第一共用端子11选择性地连接于2个第一选择端子12a以及12b的一方。此外，第一开关13也可以不将第一共用端子11与2个第一选择端子12a以及12b的任何一个连接。换句话说，存在第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b的任何一个都不连接的情况。另外，第一分路开关14例如基于来自外部的控制信号，来切换第一共用端子11与接地的导通以及非导通。
第一共用端子11经由路径31与天线元件ANT连接。具体而言，第一共用端子11经由设置于路径31的匹配电路41以及设置于路径30的匹配电路43与天线元件ANT连接。例如，在第一分路开关14断开而第一共用端子11与接地为非导通状态时，第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b的任意一方连接。另外，例如，在第一分路开关14接通而第一共用端子11与接地成为导通状态时，第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b的任何一个都不连接。
在本实施方式中，第一选择端子12a以及12b对应于第一频带(LB)所包含的相互不同的频带，第一选择端子12a例如对应于Band8(880－960MHz)，第一选择端子12b例如对应于Band26(814－894MHz)。具体而言，第一选择端子12a与将Band8为通带的滤波器51连接。另外，第一选择端子12b与将Band26为通带的滤波器52连接。此外，这些频带成为包含收发的范围。另外，第一选择端子12a以及12b各自所对应的频带并不限于此。
在本实施方式中，这样的第一开关电路10由SPDT(Single Pole Double Throw：单刀双掷)的高频开关IC(Integrated Circuit：集成电路)构成，例如由芯片构成。此外，所谓的芯片意味着半导体晶片或者封装。另外，第一开关电路10的各种端子(第一共用端子11、以及第一选择端子12a和12b)例如是设置于该芯片的凸块或者表面电极(焊盘)等。另外，第一开关13以及第一分路开关14例如内置于该芯片。
第二开关电路20具有与天线元件ANT连接的第二共用端子21、至少2个第二选择端子(在这里，为4个第二选择端子22a～22d)、选择性地连接第二共用端子21和4个第二选择端子22a～22d的每一个的第二开关23、以及切换第二共用端子21与接地的导通以及非导通的第二分路开关24。
第二开关23例如基于来自外部的控制信号，将第二共用端子21选择性地连接于4个第二选择端子22a～22d的任意一个。此外，第二开关23也可以不将第二共用端子21与4个第二选择端子22a～22d的任何一个连接。换句话说，存在第二共用端子21与第二选择端子22a～22d的任何一个都不连接的情况。另外，第二分路开关24例如基于来自外部的控制信号，切换第二共用端子21与接地的导通以及非导通。
第二共用端子21经由路径32与天线元件ANT连接。具体而言，第二共用端子21经由设置于路径32的匹配电路42以及设置于路径30的匹配电路43与天线元件ANT连接。由于路径32和路径31是从路径30分支出的路径，所以路径31与路径32连接。因此，第二共用端子21与第一共用端子11连接。例如，在第二分路开关24断开而第二共用端子21与接地为非导通状态时，第二共用端子21与第二选择端子22a～22d的任意一个连接。另外，例如，在第二分路开关24接通而第二共用端子21与接地为导通状态时，第二共用端子21与第二选择端子22a～22d的任何一个都不连接。
在本实施方式中，第二选择端子22a～22d对应于第二频带(VLB)所包含的相互不同的频带，第二选择端子22a例如对应于Band20(791－862MHz)，第二选择端子22b例如对应于Band12(699－746MHz)/Band13(746－787MHz)/Band17(704－746MHz)，第二选择端子22c例如对应于Band28(703－803MHz)，第二选择端子22d例如对应于Band29(717－727MHz)。具体而言，第二选择端子22a与将Band20为通带的滤波器53连接。另外，第二选择端子22b与将Band12/13/17为通带的滤波器54连接。另外，第二选择端子22c与将Band28为通带的滤波器55连接。另外，第二选择端子22d与将Band29为通带的滤波器56连接。此外，这些频带(除了Band29以外)为包含收发的范围。另外，第二选择端子22a～22d各自所对应的频带并不限于此。
在本实施方式中，这样的第二开关电路20由SPnT(Single Pole n Throw：n＝4)的高频开关IC构成，例如由芯片构成。另外，第二开关电路20的各种端子(第二共用端子21以及第二选择端子22a～22d)例如是设置于构成第二开关电路20的芯片的凸块或者表面电极(焊盘)等。另外，第二开关23以及第二分路开关24例如内置于该芯片。
第一开关13、第一分路开关14、第二开关23以及第二分路开关24例如是由GaAs或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)构成的FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)开关、或者二极管开关等。
匹配电路41～43连接在天线元件ANT与高频开关1之间，是用于获得天线元件ANT与高频开关1的匹配的电路。具体而言，通过匹配电路41以及43，获得第一频带中的天线元件ANT与第一开关电路10的匹配。详细内容后述，但在第二分路开关24接通时，通过匹配电路41～43，获得天线元件ANT与第一开关电路10的匹配。另外，通过匹配电路42以及43，获得第二频带中的天线元件ANT与第二开关电路20的匹配。详细内容后述，但在第一分路开关14接通时，通过匹配电路41～43，获得天线元件ANT与第二开关电路20的匹配。匹配电路41～43例如是电感器、电容器、或者组合它们而成的电路。
滤波器51～56例如是使规定的频带的信号通过的带通滤波器。滤波器51～56是由弹性表面波(SAW：Surface Acoustic Wave)谐振器、体声波(BAW：Bulk Acoustic Wave)谐振器或者FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator：薄膜体声波谐振器)等构成的滤波器。此外，滤波器51～56也可以是由电感器以及电容器等构成的LC共振电路等。滤波器51～56在是由SAW谐振器构成的SAW滤波器的情况下，具备基板和IDT(InterDigital Transducer：叉指换能器)电极。基板是至少在表面具有压电性的基板。基板例如也可以由在表面具备压电薄膜、与该压电薄膜声速不同的膜、以及支承基板等的层叠体构成。该基板例如也可以是包含高声速支承基板和形成在高声速支承基板上的压电薄膜的层叠体、包含高声速支承基板、形成在高声速支承基板上的低声速膜以及形成在低声速膜上的压电薄膜的层叠体、或者包含支承基板、形成在支承基板上的高声速膜、形成在高声速膜上的低声速膜以及形成在低声速膜上的压电薄膜的层叠体。另外，基板也可以在基板整体具有压电性。在这里，滤波器51～56由弹性表面波谐振器构成。由此，由于能够由形成在压电基板上的IDT电极构成滤波器51～56，所以能够实现具有陡峭度较高的通过特性的小型并且薄型的滤波器。
此外，虽然未图示，但在高频开关1与滤波器51～56之间，设置用于获得高频开关1与滤波器51～56的匹配的匹配电路。
根据这样的电路结构，高频开关1能够应对CA。
[2.进行CA时的高频开关的动作]
以下，对进行CA时的高频开关1的动作进行说明。
在第一分路开关14以及第二分路开关24断开而第一共用端子11以及第二共用端子21与接地为非导通状态时进行CA。例如，同时进行第一频带中的任意一个Band的通信与第二频带中的任意一个Band的通信。作为进行CA的频带的组合，具体而言，考虑第一频带为Band8且第二频带为Band20的组合、第一频带为Band8且第二频带为Band28的组合、第一频带为Band26且第二频带为Band12、Band13或者Band17的组合、第一频带为Band26且第二频带为Band29的组合。例如，第一共用端子11与第一选择端子12a连接，第二共用端子21与第二选择端子22a连接，而同时进行Band8的通信与Band20的通信，或第一共用端子11与第一选择端子12a连接，第二共用端子21与第二选择端子22c连接，而同时进行Band8的通信与Band28的通信。
另外，高频开关1为了应对CA而由第一开关电路10和第二开关电路20的至少2个电路构成。换句话说，能够对同时进行通信的每个频带(换言之，对第一开关电路10以及第二开关电路20的每一个，更具体而言，对第一共用端子11以及第二共用端子21的每一个)，连接匹配电路。具体而言，在第一共用端子11连接有第一频带用的匹配电路41，在第二共用端子21连接有第二频带用的匹配电路42。因此，由于用于应对CA的电路分为2个来实现，所以能够连接匹配电路的位置增加，容易获得天线元件ANT与高频开关1的匹配，并通过回波损耗的改善而能够减少插入损失。
在这里，对作为能够应对CA的高频开关其它例子的比较例的高频开关100和本实施方式的高频开关1进行比较。
图2是比较例的高频开关100及其周边电路的结构图。
高频开关100具有与天线元件ANT连接的共用端子101、8个选择端子102a～102h、以及将共用端子101与8个选择端子102a～102h中的1个以上的选择端子同时连接的开关。换句话说，高频开关100是能够将一个共用端子101与多个路径同时导通的电路。图2示有将共用端子101与选择端子102a以及102d同时连接的状态。由此，例如，作为滤波器51的通带的Band8的通信与作为滤波器54的通带的Band20的通信同时进行。
另外，通过匹配电路44，获得天线元件ANT与高频开关100的匹配，但由于需要例如在VLB～LB(700MHz频段～900MHz频段)这样的较宽的频带中获得匹配，所以除了匹配电路44以外还设置有匹配电路45以及46。由此，根据进行通信的频带，连接共用端子101与选择端子102h以及102g的一方，从而能够通过匹配电路44与匹配电路45或者46的组合，遍及较宽的频带获得匹配。在图2中，共用端子101与选择端子102h连接，通过匹配电路44以及45，进行天线元件ANT与高频开关100的Band8(滤波器51的通带)中的匹配、Band12/13/17中的匹配。
然而，在高频开关100中，基于开关的共用端子101的连接目的地为与第一频带(Band8以及26)以及第二频带(Band20、12/13/17、28、29)双方的频带对应的选择端子而较多。具体而言，与第一频带对应的选择端子为选择端子102a以及102b这2个，与第二频带对应的选择端子为选择端子102c～102f这4个。另外，基于开关的共用端子101的连接目的地，也有连接有匹配电路45以及46的选择端子102g以及102h。因此，在高频开关100中，共用端子101的连接目的地的数量较多为8个。开关中的共用端子101的连接目的地(选择端子)的数量越增加，该开关的插入损失越大。这是因为在共用端子101与选择端子之间产生的电容成分增加。
另一方面，在同时进行通信的频带的数量与高频开关100相同的高频开关1中，基于第一开关13的第一共用端子11的连接目的地为2个，基于第二开关23的第二共用端子21的连接目的地为4个。换句话说，在高频开关1中，每个开关电路的选择端子的数量比高频开关100少。因此，能够减少高频开关1的插入损失。
[3.未进行CA时的高频开关的动作]
以上，对进行CA时的高频开关1的动作进行了说明，但以下，对未进行CA时的高频开关1的动作进行说明。
通过将第一分路开关14以及第二分路开关24的一方接通并将另一方断开，而在第一共用端子11以及第二共用端子21的一方与接地为导通状态时不进行CA。具体而言，在未进行CA的情况下，在进行以第一频带(具体而言，仅为同时使用的至少2个频带中的第一频带)为通带的信号的收发时，第一分路开关14被断开而第一共用端子11与接地成为非导通状态，第二分路开关24被接通而第二共用端子21与接地成为导通状态。另外，在进行以第二频带(具体而言，仅为该至少2个频带中的第二频带)为通带的信号的收发时，第一分路开关14被接通而第一共用端子11与接地成为导通状态，第二分路开关24被断开而第二共用端子21与接地成为非导通状态。在这里，使用图3～图5对仅使用第二频带，且第一分路开关14被接通而第一共用端子11与接地成为导通状态，第二分路开关24被断开而第二共用端子21与接地成为非导通状态的情况进行说明。
图3是示意性地表示实施方式1的高频开关1及其周边电路的第一分路开关14接通时的电路的图。在图3中，由于第一共用端子11与接地成为导通状态，所以省略第一开关电路10中的第一分路开关14以外的结构的图示。
如图3所示，能够除了匹配电路42以及43以外，还通过匹配电路41来进行用于第二频带的通信的第二开关电路20与天线元件ANT的匹配。这是因为连接有匹配电路41的第一共用端子11与接地连接，匹配电路41与匹配电路42以及43并联。像这样，由于在未进行CA的情况下，与未被用于通信的开关电路的共用端子连接的匹配电路也能够用于被用于通信的开关电路的匹配，所以能够进行更加灵活的匹配。
接下来，对未进行CA时的高频开关1中的隔离度的改善进行说明。
图4是示意性地表示在第一分路开关14接通时的实施方式1的高频开关1中信号传播的状态的图。
在进行第二频带的通信时，第二分路开关24被断开，第二共用端子21和第二选择端子22a～22d的任意一个通过第二开关23连接。在这里，例如，通过第二开关23连接第二共用端子21与第二选择端子22a。由此，由天线元件ANT接收到的高频信号如图4中的用实线的箭头表示的那样，经由路径30、32、第二共用端子21以及第二选择端子22a流入滤波器53，进行第二频带中的作为滤波器53的通带的Band20的通信。
一般而言，在不具备与第一分路开关14或者第二分路开关24对应的分路开关的开关电路中，在未进行与该开关电路连接的滤波器的通带的通信时，该开关电路所具有的共用端子与选择端子不会通过该开关电路所具有的开关连接。但是，由于该开关例如是FET开关等，所以即使在共用端子与选择端子未连接的情况下，也存在产生从共用端子朝向选择端子的信号的泄漏的情况。因此，在由天线元件接收到的高频信号经由共用端子以及选择端子流入与该选择端子连接的滤波器等。换句话说，共用端子与选择端子的隔离度变差。由于共用端子与天线元件连接，选择端子与高频电路(滤波器以及与这些连接的电路)连接，所以换言之，天线元件与该高频电路的隔离度变差。
然而，在本申请发明中，第一开关10具备第一分路开关14，通过接通第一分路开关14，第一共用端子11与接地连接。由此，如图4中的虚线的箭头所示，由于流入第一共用端子11的信号会流入接地，所以信号难以从第一共用端子11泄漏至第一选择端子12a以及12b，而能够提高第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b的隔离度。
图5是表示第一分路开关14接通时和断开时的第一共用端子11与第一选择端子12a的隔离度的图。此外，在图5中，作为隔离度，示出了从第一共用端子11朝向第一选择端子12a的通过特性。换句话说，纵轴表示由第一选择端子12a观测到的高频信号的强度相对于从第一共用端子11输入的高频信号的强度的比，并示有越朝向图中的下方隔离度越高。横轴表示频率，并示有包含与第一选择端子12a连接的滤波器51的通带的频带。
如图5所示，可知对于第一开关13而言，与将第一共用端子11与2个第一选择端子12a以及12b的任何一个都不连接并且第一分路开关14断开时相比，在接通时提高第一共用端子11与第一选择端子12a的隔离度。像这样，在流动未被用于通信的频带的信号的开关电路(在这里是第一开关电路10)中，能够提高该开关电路的共用端子(在这里为第一共用端子11)与选择端子(在这里为第一选择端子12a以及12b)的隔离度。
此外，高频开关1、匹配电路41～43以及滤波器51～56等被安装于一个基板并被模块化。此时，高频开关1(第一开关电路10以及第二开关电路20)例如设置于该基板的一个主面，将第一开关电路10以及第二开关电路20的各自的接地端子共用连接的接地层设置于接近该基板的一个主面的层。由此，连接该接地端子与接地层的布线变短(换句话说电感器成分变小)，信号很难绕到该接地端子，而能够进一步提高隔离度。
[4.模块的尺寸]
如上所述，第一开关电路10由芯片形成，且第一分路开关14内置于该芯片，另外，第二开关电路20由芯片形成，且第二分路开关24内置于该芯片。
图6是示意性地表示第一分路开关14以及第二分路开关24内置于第一芯片15以及第二芯片25的图。如在图6中示意性所示，由于第一分路开关14未与第一芯片15独立地设置而是内置于第一芯片15，第二分路开关24未与第二芯片25独立地设置而是内置于第二芯片25，所以能够抑制安装高频开关1、第一分路开关14以及第二分路开关24的模块的尺寸的增大。
[5.效果等]
如以上说明的那样，在实施方式1的高频开关1中，通过第一分路开关14使第一共用端子11与接地非导通，通过第一开关13使第一共用端子11与至少2个第一选择端子12a以及12b的任意一个连接，通过第二开关23使第二共用端子21与至少2个第二选择端子22a～22d的任意一个连接，从而能够进行CA。换句话说，高频开关1应对CA。另外，在未进行CA的情况下，通过第一分路开关14使第一共用端子11与接地导通，而成为第一共用端子11接地的状态。换句话说，由于流入第一共用端子11的信号流过接地，所以能够提高第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b的隔离度。
另外，在通过第二分路开关24使第二共用端子21与接地导通的情况下，成为第二共用端子21接地的状态。换句话说，由于流入第二共用端子21的信号流过接地，所以能够提高第二共用端子21与第二选择端子22a～22d的隔离度。
另外，由于用于提高隔离度的第一分路开关14内置于第一芯片15，用于提高隔离度的第二分路开关24内置于第二芯片25，所以能够抑制由第一分路开关14以及第二分路开关24的追加引起的安装高频开关1、第一分路开关14以及第二分路开关24的模块尺寸的增大并且能够提高隔离度。
另外，在未进行CA的情况下，在仅使用第一频带以及第二频带中的第二频带时，通过第一分路开关14使第一共用端子11与接地导通，而能够提高第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b的隔离度。另外，通过第二分路开关24使第二共用端子21与接地非导通，而第二共用端子21与第二选择端子22a～22d被导通，而能够进行第二频带的通信。另一方面，在未进行CA的情况下，在仅使用第一频带以及第二频带中的第一频带时，通过第二分路开关24使第二共用端子21与接地导通，而能够提高第二共用端子21与第二选择端子22a～22d的隔离度。另外，通过第一分路开关14使第一共用端子11与接地非导通，而第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b被导通，而能够进行第一频带的通信。
(实施方式2)
在实施方式1中，第一开关电路10和第二开关电路20分别由不同的第一芯片15和第二芯片25形成，但也可以由一个芯片(半导体晶片)形成。
图7A是示意性地表示第一开关电路10和第二开关电路20由一个芯片5形成的图。图7A是实施方式2的高频开关2的俯视图。如图7A示意性地所示，由于第一开关电路10和第二开关电路20不是分别由不同的芯片形成，而由一个芯片5形成，所以能够以低成本制造高频开关2。
另外，第一分路开关14以及第二分路开关24也可以内置于该一个芯片5。
图7B是示意性地表示第一分路开关14以及第二分路开关24内置于一个芯片5的图。如图7B示意性所示，由于第一分路开关14以及第二分路开关24未与芯片5独立设置而内置于芯片5，所以能够维持隔离度，并且抑制安装高频开关2、第一分路开关14以及第二分路开关24的模块的尺寸的增大。
另外，在芯片5，设置有第一开关电路10的各种端子(第一共用端子11、第一选择端子12a和12b、以及与接地连接的接地端子)、以及第二开关电路20的各种端子(第二共用端子21、第二选择端子22a～22d、以及与接地连接的接地端子)。这些各种端子例如是设置于芯片5的凸块或者表面电极(焊盘)等。在图7B中，将第一分路开关14的接地侧的端子设为接地端子16，将第二分路开关24的接地侧的端子设为接地端子26，并将第一共用端子11、第二共用端子21、接地端子16以及26设为凸块。如图7B所示，接地端子16以及26配置于第一共用端子11与第二共用端子21之间。
第一开关电路10与第二开关电路20由一个芯片5形成，因此存在第一共用端子11与第二共用端子21接近配置于芯片5的可能性。在该情况下，第一共用端子11与第二共用端子21的隔离度降低。与此相对，如图7B所示，由于在第一共用端子11与第二共用端子21之间配置接地端子16以及26，所以第一共用端子11与第二共用端子21至少分离接地端子16以及26的量的距离来配置。另外，能够通过接地端子16以及26切断在第一共用端子11与第二共用端子21之间泄漏的信号。像这样，能够提高第一共用端子11与第二共用端子21的隔离度。
(实施方式3)
在实施方式1中，匹配电路41以及42与高频开关1独立设置，且高频开关1自身不具有匹配电路41以及42，但也可以具有。
图8是实施方式3的高频开关3及其周边电路的结构图。
高频开关3具备第一开关电路10a以及第二开关电路20a。第一开关电路10a在第一开关电路10的结构中还具有匹配电路41(第一匹配电路)，该匹配电路41设置于经由第一分路开关14连结第一共用端子11和接地的路径，第二开关电路20b在第二开关电路20的结构中还具有匹配电路42(第二匹配电路)，该匹配电路42设置于经由第二分路开关24连结第二共用端子21和接地的路径。具体而言，匹配电路41连接在第一分路开关14与接地之间，匹配电路42连接在第二分路开关24与接地之间。此外，匹配电路41也可以连接在第一共用端子11与第一开关13的连接点和第一分路开关14之间，匹配电路42也可以连接在第二共用端子21与第二开关23的连接点和第二分路开关24之间。另外，在图8中，作为匹配电路41以及42的一个例子，示有电感器。由于高频开关3(第一开关电路10a以及第二开关电路20a)的其它结构与实施方式1中的结构相同，所以省略说明。
在本实施方式中，由于匹配电路41以及42未与高频开关3独立设置，而设置于高频开关3，所以能够使该模块小型化。
另外，由于在进行CA时，第一分路开关14以及第二分路开关24被断开，而能够将第一分路开关14以及第二分路开关24视为电容成分，所以能够通过由该电容成分和匹配电路41以及42构成的LC电路，有效地获得第一开关电路10a以及第二开关电路20a的匹配。
另外，在未进行CA时，与未被用于通信的频带对应的开关电路的分路开关被接通，与用于通信的频带对应的开关电路的分路开关被断开。例如在第一分路开关14被接通，第二分路开关24被断开的情况下，与第一分路开关14连接的匹配电路41与第二开关电路20a并联。因此，能够通过与第一分路开关14连接的匹配电路41、与第二分路开关24连接的匹配电路42、以及作为电容成分的第二分路开关24进行第二开关电路20a的匹配。像这样，由于能够通过多个匹配电路以及电容成分进行匹配，所以阻抗调整变得容易。在第一分路开关14被断开，第二分路开关24被接通的情况下也相同，与第二分路开关24连接的匹配电路42与第一开关电路10a并联。因此，能够通过匹配电路41、匹配电路42、以及作为电容成分的第一分路开关14进行第一开关电路10a的匹配。像这样，由于能够通过多个匹配电路以及电容成分进行匹配，所以阻抗调整变得容易。
另外，能够通过匹配电路41和作为断开时的电容成分的第一分路开关14构成陷波滤波器。因此，例如在第一分路开关14被断开，第二分路开关24被接通的情况下，能够通过由匹配电路41和第一分路开关14构成的陷波滤波器提高第一频带外的衰减特性。
另外，能够通过匹配电路42和作为断开时的电容成分的第二分路开关24构成陷波滤波器。因此，例如在第一分路开关14被接通，第二分路开关24被断开的情况下，能够通过由匹配电路42和第二分路开关24构成的陷波滤波器提高第二频带外的衰减特性。
像这样，通过匹配电路和分路开关构成陷波滤波器，从而能够提高用于通信的通带外的衰减特性。
(实施方式4)
本发明的高频开关能够应用于通信装置。
图9是实施方式4的通信装置80的结构图。在图9中，示有高频开关4、天线元件ANT、匹配电路41～43、滤波器51～56、以及RF信号处理电路(RFIC)70。高频开关4、匹配电路41～43、滤波器51～56以及RFIC70构成通信装置80。
由于第一开关电路10、第二开关电路20、匹配电路41～43、滤波器51～56以及天线元件ANT与实施方式1中的结构相同，所以省略说明。此外，天线元件ANT也可以内置于通信装置80。
高频开关4是在天线元件ANT与RFIC70之间传递高频信号的电路。具体而言，高频开关4将由天线元件ANT接收到的高频信号经由接收侧信号路径传递至RFIC70。高频开关4在第一开关电路10以及第二开关电路20中还具备放大电路61～66。由此，能够提供一种能够应对CA，并且，提高隔离度的具备放大电路61～66的高频开关4。
放大电路61～66是对通过滤波器51～56滤波后的高频信号进行放大的电路。放大电路61～66例如是对高频接收信号进行放大的低噪声放大器。此外，放大电路61～66并不局限于低噪声放大器，例如，也可以是对高频发送信号进行放大的功率放大器。
RFIC70是对由天线元件ANT收发的高频信号进行处理的RF信号处理电路。具体而言，RFIC70通过下变频等对从天线元件ANT经由高频开关4的接收侧信号路径输入的高频信号进行信号处理，并将通过该信号处理生成的接收信号输出至基带信号处理电路(未图示)。
高频开关4与高频开关1相同地，能够应对CA，并且，提高隔离度。因此，能够提供一种能够应对CA，并且，提高隔离度的通信装置80。
此外，通信装置80具备高频开关4，但也可以具备高频开关1～3。
(其它实施方式)
以上，对于本发明的实施方式的高频开关以及通信装置，举出实施方式1～4进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式。对上述实施方式中的任意的构成要素组合而实现的其它实施方式、对上述实施方式在不脱离本发明的主旨的范围内实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例也包含于本发明。
例如，在上述实施方式中，第二开关电路20、20a具有第二分路开关24，但也可以不具有。但是，在不进行CA的情况下，在仅使用第一频带时，为了提高第一共用端子11与第一选择端子12a以及12b之间的隔离度优选第二开关电路20、20a具有第二分路开关24。
另外，例如，在上述实施方式中，第一开关电路10、10a具备2个第一选择端子12a以及12b，但也可以具备3个以上的第一选择端子。另外，第二开关电路20、20a具备4个第二选择端子22a～22d，但也可以具备2个、3个或者5个以上的第二选择端子。
另外，例如，在上述实施方式中，第一频带以及第二频带是LB以及VLB，但并不限于此。例如，第一频带以及第二频带也可以是LB以及中频(MB：Middle Band)、LB以及高频(HB：High Band)、或者MB以及HB等。
另外，例如，在上述实施方式中，高频开关应用于高频信号的接收路径，但也可以应用于发送路径。
另外，例如，在实施方式1中，第一分路开关14内置于第一芯片15，第二分路开关24内置于第二芯片25，但并不限于此。例如，也可以是第一分路开关14设置在第一芯片15上，第二分路开关24设置在第二芯片25上。
另外，例如，在实施方式2中，第一分路开关14以及第二分路开关24内置于芯片5，但并不限于此。例如，第一分路开关14以及第二分路开关24设置在芯片5上。
本发明能够作为能够应用于多频带系统的高频开关以及通信装置广泛应用于移动电话等通信设备。
附图标记说明
1、2、3、4、100…高频开关；5…芯片；10、10a…第一开关电路；11…第一共用端子；12a、12b…第一选择端子；13…第一开关；14…第一分路开关；15…第一芯片；16、26…接地端子；20、20a…第二开关电路；21…第二共用端子；22a～22d…第二选择端子；23…第二开关；24…第二分路开关；25…第二芯片；30～32…路径；41～46…匹配电路；51～56…滤波器；61～66…放大电路；70…RF信号处理电路(RFIC)；80…通信装置；101…共用端子；102a～102h…选择端子；ANT…天线元件。

Claims (16)

1.一种高频开关，具备：
第一开关电路，具有第一共用端子、至少2个第一选择端子、选择性地连接上述第一共用端子与上述至少2个第一选择端子的每一个端子的第一开关、以及切换上述第一共用端子与接地的导通以及非导通的第一分路开关；以及
第二开关电路，具有与上述第一共用端子连接的第二共用端子、至少2个第二选择端子、以及选择性地连接上述第二共用端子与上述至少2个第二选择端子的每一个端子的第二开关。
2.根据权利要求1所述的高频开关，其中，
上述第二开关电路还具有第二分路开关，该第二分路开关切换上述第二共用端子与接地的导通以及非导通。
3.根据权利要求2所述的高频开关，其中，
上述第一开关电路由第一芯片形成，
上述第一分路开关内置于上述第一芯片，
上述第二开关电路由第二芯片形成，
上述第二分路开关内置于上述第二芯片。
4.根据权利要求2所述的高频开关，其中，
上述第一开关电路和上述第二开关电路由一个芯片形成，
上述第一分路开关以及上述第二分路开关内置于上述一个芯片。
5.根据权利要求4所述的高频开关，其中，
在上述一个芯片，设置有上述第一共用端子、上述第二共用端子、以及与接地连接的接地端子，
上述接地端子配置在上述第一共用端子与上述第二共用端子之间。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的高频开关，其中，
上述第一开关电路用于第一频带的通信，
上述第二开关电路用于与上述第一频带不同的第二频带的通信，
在进行以上述第一频带为通带的信号的收发时，上述第一分路开关被断开而上述第一共用端子与接地成为非导通状态，上述第二分路开关被接通而上述第二共用端子与接地成为导通状态，
在进行以上述第二频带为通带的信号的收发时，上述第一分路开关被接通而上述第一共用端子与接地成为导通状态，上述第二分路开关被断开而上述第二共用端子与接地成为非导通状态。
7.根据权利要求6所述的高频开关，其中，
上述第一频带是包含于800MHz频段～900MHz频段的频率范围，
上述第二频带是包含于600MHz频段～700MHz频段的频率范围。
8.根据权利要求6或7所述的高频开关，其中，
上述第一频带是LTE(Long Term Evolution)的Band8，
上述第二频带是LTE的Band20。
9.根据权利要求6或7所述的高频开关，其中，
上述第一频带是LTE的Band8，
上述第二频带是LTE的Band28。
10.根据权利要求6或7所述的高频开关，其中，
上述第一频带是LTE的Band26，
上述第二频带是LTE的Band12、Band13或者Band17。
11.根据权利要求6或7所述的高频开关，其中，
上述第一频带是LTE的Band26，
上述第二频带是LTE的Band29。
12.根据权利要求2～11中任一项所述的高频开关，其中，
上述第一开关电路还具有第一匹配电路，该第一匹配电路设置于经由上述第一分路开关连结上述第一共用端子与接地的路径，
上述第二开关电路还具有第二匹配电路，该第二匹配电路设置于经由上述第二分路开关连结上述第二共用端子与接地的路径。
13.根据权利要求12所述的高频开关，其中，
上述第一匹配电路与上述第一分路开关构成陷波滤波器。
14.根据权利要求12或13所述的高频开关，其中，
上述第二匹配电路与上述第二分路开关构成陷波滤波器。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的高频开关，其中，
还具备放大电路。
16.一种通信装置，具备：
RF信号处理电路，对由天线元件收发的高频信号进行处理；以及
权利要求1～15中任一项所述的高频开关，在上述天线元件与上述RF信号处理电路之间传递上述高频信号。
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