CN112290968B - 收发模块 - Google Patents

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Abstract

提供一种不需要在变压器与低噪声放大器之间设置阻抗匹配电路的收发模块。本发明的一个方式涉及的收发模块(100)具备：功率放大器(21)，对用于向天线端子(ANT)输出的发送信号(TX)进行放大；第1变压器(TR1)，包括与天线端子(ANT)侧连接的第1绕组(L1)、以及与功率放大器(21)的输出侧连接的第2绕组(L2)；低噪声放大器(31)，对从天线端子(ANT)输入的接收信号(RX)进行放大；和第2变压器(TR2)，包括第1绕组(L1)、以及与低噪声放大器(31)的输入侧连接的第3绕组(L3)。

Description

收发模块
技术领域
本发明涉及收发模块。
背景技术
近年来，为了应对搭载于移动体终端等的前端模块的小型化，推进了基于高频部件的集成化的发送系前端以及接收系前端的一体化(模块化)。
例如，在专利文献1中，记载了具备功率放大器、低噪声放大器和变压器的RF(Radio Frequency，射频)前端。在该RF前端中，变压器的第1绕组的两端与作为差动放大器的功率放大器连接，变压器的第2绕组的一端与天线侧连接，变压器的第2绕组的另一端与低噪声放大器侧连接。此外，该RF前端具备对第2绕组的另一端与接地之间的连接进行切换的开关。该开关在发送模式时闭合，在接收模式时断开。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第9729192号说明书
然而，在记载于上述专利文献1的结构中，在基于功率放大器的特性而将变压器的特性最优化的情况下，需要在低噪声放大器与变压器的第2绕组之间设置阻抗匹配电路，变得不利于收发模块的小型化。
发明内容
发明要解决的课题
因此，本发明的目的在于，提供不需要在变压器与低噪声放大器之间设置阻抗匹配电路的收发模块。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式涉及的收发模块具备：功率放大器，对用于向天线端子输出的发送信号进行放大；第1变压器，包括与天线端子侧连接的第1绕组和与功率放大器的输出侧连接的第2绕组；低噪声放大器，对从天线端子输入的接收信号进行放大；和第2变压器，包括第1绕组和与低噪声放大器的输入侧连接的第3绕组。
根据该实施方式，能够通过第2变压器对天线端子与低噪声放大器之间的阻抗进行变换。因此，不再需要在第2变压器与低噪声放大器之间设置阻抗匹配电路。
发明效果
根据本发明，能够提供不需要在变压器与低噪声放大器之间设置阻抗匹配电路的收发模块。
附图说明
图1是示出本发明的第1实施方式涉及的收发模块100的结构的概略图。
图2A是将第1绕组L1设置在第2绕组L2与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图2B是将第1绕组L1设置在第2绕组L2与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图2C是将第1绕组L1设置在第2绕组L2与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图2D是将第1绕组L1设置在第2绕组L2与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图3A是将第2绕组L2设置在第1绕组L1与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图3B是将第2绕组L2设置在第1绕组L1与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图3C是将第2绕组L2设置在第1绕组L1与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图3D是将第2绕组L2设置在第1绕组L1与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图4A是将第3绕组L3设置在第1绕组L1与第2绕组L2之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图4B是将第3绕组L3设置在第1绕组L1与第2绕组L2之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图4C是将第3绕组L3设置在第1绕组L1与第2绕组L2之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图4D是将第3绕组L3设置在第1绕组L1与第2绕组L2之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。
图5A是示出从发送模式切换到接收模式的情况下的收发模块100的时序图的一个例子的图。
图5B是示出从发送模式切换到接收模式的情况下的收发模块100的时序图的另一个例子的图。
图6A是示出从接收模式切换到发送模式的情况下的收发模块100的时序图的一个例子的图。
图6B是示出从接收模式切换到发送模式的情况下的收发模块100的时序图的另一个例子的图。
图7是示出本发明的第1实施方式的变形例涉及的收发模块101的结构的概略图。
附图标记说明
100、101：收发模块
20：PA模块
21：功率放大器
30：LNA模块
31：低噪声放大器
40、50：开关模块
SW1、SW2、SW3：开关
TR1：第1变压器
TR2：第2变压器
L1：第1绕组
L2：第2绕组
L3：第3绕组
具体实施方式
参照附图，对本发明的合适的实施方式进行说明。(另外，在各图中，标注了相同附图标记的部分具有相同或同样的结构。)
[第1实施方式]
(1)结构
(1-1)收发模块100的各部的电路结构等
收发模块100
图1是示出本发明的第1实施方式涉及的收发模块100的结构的概略图。收发模块100是在便携式电话等移动通信设备中，进行用于在与基站之间收发RF(Radio Frequency)信号的信号处理的模块。收发模块100的动作模式例如包括：发送模式，对从基带电路等供给的发送信号TX进行放大，并供给到天线；和接收模式，对从天线供给的接收信号RX进行放大，并供给到基带电路等。
收发模块100具备PA模块20、LNA模块30、第1绕组L1、第2绕组L2、第3绕组L3和开关模块40。在收发模块100中设置有端子TXin、端子ANT、端子RXout、端子Ctrl1、端子Ctr12、端子Ctrl3、端子GND1、和端子GND2。
PA模块20
PA模块20具备功率放大器(PA)21。功率放大器21例如可以由双极晶体管、场效应晶体管(FET)等构成。此外，在PA模块20中设置有：与功率放大器21的输入端子连接的端子20a、与功率放大器21的输出端子连接的端子20b1及20b2、和与功率放大器21的控制用端子连接的端子20c。端子20a与收发模块100的端子TXin连接。发送信号TX从基带电路等输入到端子TXin。由此，发送信号TX从端子TXin供给到端子20a。
功率放大器21作为差动放大器而构成，对输入到端子20a的发送信号TX的功率进行放大，并将被放大了的发送信号TX输出到端子20b1及20b2。端子20b1与第2绕组L2的一端连接，端子20b2与第2绕组L2的另一端连接。由此，从端子20b1以及20b2输出的发送信号TX供给到第2绕组L2。另外，功率放大器(PA)的输入端子20a或端子TXin也可以不是不平衡输入，也可以是平衡输入。
端子20c与收发模块100的端子Ctrl2连接。功率放大器21的控制信号SG2输入到端子Ctrl2。由此，供给到端子Ctrl2的功率放大器21的控制信号SG2通过端子20c被供给到功率放大器21。另外，也可以使控制信号SG2与后述的开关SW1的控制信号SG1同步。
变压器TR1
第1绕组L1和第2绕组L2互相磁耦合，构成变压器TR1。第1绕组L1是在俯视时被卷绕为大致圆形状的电感器。第2绕组L2是在俯视时被卷绕为大致圆形状的电感器。此外，为了说明的方便，在图1中第2绕组L2由点线表示。第1绕组L1和第2绕组L2的卷绕的形状分别不限于大致圆形状，可以是大致矩形状、大致多边形、不规则形等其他任意的形状。另外，第1绕组L1的匝数N1和第2绕组L2的匝数N2分别不特别地限定，可以是1圈或多圈。
第1绕组L1的一端与端子ANT1连接，第1绕组L1的另一端与端子GND1或端子ANT2连接。端子ANT1与天线连接。端子GND1与接地连接。端子ANT2与天线连接。若从PA模块20向变压器TR1的第2绕组L2供给发送信号TX，则在与第2绕组L2磁耦合的第1绕组L1由于互感而感应发送信号TX。在第1绕组L1感应的发送信号TX通过端子ANT被供给到天线。
通过变压器TR1，在发送信号TX的路径中，能够在第1绕组L1侧和第2绕组L2侧对阻抗进行变换。变压器TR1在理想的情况下，若将第1绕组L1侧的阻抗设为Z1、将第2绕组L2侧的阻抗设为Z2，则Z1/Z2＝(N1/N2)2的关系成立。在收发模块100中，例如能够根据功率放大器21的特性来设定第1绕组L1和第2绕组L2的特性，使得变压器TR1的阻抗的变换特性被最优化。
变压器TR2
第1绕组L1和第3绕组L3互相磁耦合，构成变压器TR2。第3绕组L3是在俯视时卷绕为大致圆形状的电感器。另外，为了说明的方便，在图1中第3绕组L3由单点划线表示。另外，第3绕组L3的卷绕的形状分别不限于大致圆形状，可以是大致矩形状、大致多边形、不规则形等其他任意的形状。
第3绕组L3的一端与LNA模块30的端子30a连接，第3绕组L3的另一端与开关SW1的一端连接。若从端子ANT向变压器TR2的第1绕组L1供给接收信号RX，则在与第1绕组L1磁耦合的第3绕组L3由于互感而感应接收信号RX。在第3绕组L3感应的接收信号RX通过端子30a被供给到LNA模块30。
通过变压器TR2，在接收信号RX的路径中，能够在第1绕组L1侧和第3绕组L3侧对阻抗进行变换。由此，即使不在低噪声放大器31的输入侧设置阻抗变换用的电路，也能够进行阻抗匹配。变压器TR2在理想的情况下，若将第1绕组L1侧的阻抗设为Z1、将第3绕组L3侧的阻抗设为Z3，则Z1/Z3＝(N1/N3)2的关系成立。在收发模块100中，例如能够根据第1绕组L1的特性来设定第3绕组L3的特性，该第1绕组L1的特性如上述那样是根据功率放大器21的特性设定的。
LNA模块30
LNA模块30具备低噪声放大器(LNA)31。低噪声放大器31例如可以由双极晶体管、场效应晶体管(FET)等构成。此外，在LNA模块30中设置有：与低噪声放大器31的输入端子连接的端子30a、与低噪声放大器31的输出端子连接的端子30b和与低噪声放大器31的控制用端子连接的端子30c。
端子30a与变压器TR2的第3绕组L3的一端连接。由此，接收信号RX从变压器TR2的第3绕组L3供给到端子30a。
低噪声放大器31对输入到端子30a的接收信号RX的功率进行放大，并输出被放大了的接收信号RX。端子30b与收发模块100的端子RXout连接。由此，从端子30b输出的接收信号RX被供给到收发模块100的端子RXout，并从端子RXout向基带电路等输出。
端子30c与收发模块100的端子Ctrl3连接。低噪声放大器31的控制信号SG3向端子Ctrl3输入。由此，供给到端子Ctrl3的低噪声放大器31的控制信号SG3通过端子30c而被供给到低噪声放大器31。
开关模块40
开关模块40是开关部的一个例子，具备开关SW1。开关SW1例如可以由双极晶体管、场效应晶体管(FET)等构成。另外，在开关模块40设置有端子40a、端子40b、端子40c。端子40a与收发模块100的端子Ctrl1连接。开关SW1的控制信号输入到SG1端子Ctrl1。由此，供给到端子Ctrl1的开关SW1的控制信号SG1通过端子40a被供给到开关SW1。另外，控制信号SG1也可以与上述功率放大器21的控制信号SG2同步。开关SW1是用于对用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路进行开闭的开关的一个例子。
开关SW1的一端与端子40b连接，开关SW1的另一端与端子40c连接。开关SW1根据通过端子40a而被供给的控制信号SG1，切换断开状态和闭合状态。在开关SW1为断开状态的情况下，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路不被闭合。在开关SW1为闭合状态的情况下，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路被闭合。
(1-2)收发模块100的层构造和各绕组的配置等
接下来，参照图2A～2D、3A～3D和4A～4D来对收发模块100的层构造、以及变压器TR1和变压器TR2所包括的各绕组的配置等进行说明。
收发模块100可以包括由低温烧结陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-firedCeramics)、和环氧玻璃(glass epoxy)等的树脂、液晶聚合物等形成的一个或多个层(后述的第1层S1、第2层S2、和第3层S3等)而构成。收发模块100的第1绕组L1、第2绕组L2以及第3绕组L3对于该一个或多个层的每一个，例如可以以包括以下例示的方式在内的任意的方式来配置。
图2A～2D分别是将第1绕组L1设置在第2绕组L2与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。在此，在本实施方式中，所谓“将绕组α设置在绕组β与绕组γ之间”，只要绕组α的高度(与图1等的俯视图垂直的方向上的位置)在绕组β的高度与绕组γ的高度之间即可，也可以不一定在俯视时绕组α与绕组β或绕组γ重叠。
例如如图2A所示，可以将第2绕组L2、第1绕组L1以及第3绕组L3设置在第1层S1内。或者，例如如图2B所示，也可以将第2绕组L2以及第1绕组L1设置在第1层S1内，并将第3绕组L3设置在第2层S2内。或者，例如如图2C所示，也可以将第2绕组L2设置在第1层S1内，并将第1绕组L1和第3绕组L3设置在第2层S2内。或者，例如如图2D所示，也可以将第2绕组L2设置在第1层S1内，将第1绕组L1设置在第2层S2内，并将第3绕组L3设置在第3层S3内。
在将第1绕组L1设置在第2绕组L2与第3绕组L3之间的情况下，由于第1绕组L1配置为使得第2绕组L2和第3绕组L3隔开，因而第2绕组L2与第3绕组L3之间的磁耦合(互感)减少。由此，可抑制发送信号TX向第3绕组L3侧(低噪声放大器31侧)泄漏。
图3A～3D分别是将第2绕组L2设置在第1绕组L1与第3绕组L3之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。例如如图3A所示，可以将第1绕组L1、第2绕组L2和第3绕组L3设置在第1层S1内。或者，例如如图3B所示，也可以将第1绕组L1和第2绕组L2设置在第1层S1内，并将第3绕组L3设置在第2层S2内。或者，例如如图3C所示，也可以将第1绕组L1设置在第1层S1内，并将第2绕组L2和第3绕组L3设置在第2层S2内。或者，例如如图3D所示，也可以将第1绕组L1设置在第1层S1内，将第2绕组L2设置在第2层S2内，并将第3绕组L3设置在第3层S3内。
在将第2绕组L2设置在第1绕组L1与第3绕组L3之间的情况下，由于第2绕组L2被配置在第1绕组L1的附近，因此第1绕组L1与第2绕组L2之间的磁耦合(互感)增加。
图4A～4D分别是将第3绕组L3设置在第1绕组L1与第2绕组L2之间的情况下的收发模块100的根据图1中的A-A′线的剖视图。例如如图4A所示，可以将第1绕组L1、第3绕组L3和第2绕组L2设置在第1层S1内。或者，例如如图4B所示，也可以将第1绕组L1和第3绕组L3设置在第1层S1内，并将第2绕组L2设置在第2层S2内。或者，例如如图4C所示，也可以将第1绕组L1设置在第1层S1内，并将第3绕组L3和第2绕组L2设置在第2层S2内。或者，例如如图4D所示，也可以将第1绕组L1设置在第1层S1内，将第3绕组L3设置在第2层S2内，并将第2绕组L2设置在第3层S3内。
在将第3绕组L3设置在第1绕组L1与第2绕组L2之间的情况下，由于第3绕组L3被配置在第1绕组L1的附近，因而第1绕组L1与第3绕组L3之间的磁耦合(互感)增加。
(2)动作
接下来，参照图5A、5B、6A和6B对收发模块100的动作进行说明。收发模块100例如根据TDD(时分双工)，一边按每个时间带切换发送模式和接收模式一边进行动作。
图5A是示出从发送模式切换到接收模式的情况下的收发模块100的时序图的一个例子的图。首先，在时刻T1，功率放大器21(PA21)从导通切换到截止，功率放大器21对发送信号TX的放大以及发送信号TX向变压器TR1的供给停止。之后，在时刻T2，开关SW1从断开状态切换到闭合状态，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路被闭合。之后，在时刻T3，低噪声放大器31(LNA31)从截止切换到导通，低噪声放大器31对接收信号RX的放大开始。另外，也可以通过使功率放大器21的控制信号SG2与开关SW1的控制信号SG1同步，从而使功率放大器21的从导通向截止的切换(时刻T1)与开关SW1的从断开状态向闭合状态的切换(时刻T2)同步。另外，关于开关的切换时间，由于TDD中的收发切换时间为毫秒(msec)量级的情况多，因此在该情况下可以以微秒(μ sec)量级切换。
图5B是示出从发送模式切换到接收模式的情况下的收发模块100的时序图的另一个例子的图。首先，在时刻T1，低噪声放大器31从截止切换到导通，低噪声放大器31变为能够进行接收信号RX的放大的状态。之后，在时刻T2，功率放大器21从导通切换到截止，功率放大器21对发送信号TX的放大以及发送信号TX向变压器TR1的供给停止。之后，在时刻T3，开关SW1从断开状态切换到闭合状态，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路被闭合，低噪声放大器31对接收信号RX的放大开始。另外，也可以通过使功率放大器21的控制信号SG2与开关SW1的控制信号SG1同步，从而使功率放大器21的从导通向截止的切换(时刻T2)与开关SW1的从断开状态向闭合状态的切换(时刻T3)同步。
图6A是示出从接收模式切换到发送模式的情况下的收发模块100的时序图的一个例子的图。首先，在时刻T1，低噪声放大器31从导通切换到截止，低噪声放大器31对接收信号RX的放大停止。之后，在时刻T2，开关SW1从闭合状态切换到断开状态，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路变为不闭合的状态。之后，在时刻T3，功率放大器21从截止切换到导通，功率放大器21对发送信号TX的放大以及发送信号TX向变压器TR1的供给开始。另外，也可以通过使功率放大器21的控制信号SG2与开关SW1的控制信号SG1同步，从而使功率放大器21的从截止向导通的切换(时刻T3)与开关SW1的从闭合状态向断开状态的切换(时刻T2)同步。
图6B是示出从接收模式切换到发送模式的情况下的收发模块100的时序图的另一个例子的图。首先，在时刻T1，开关SW1从闭合状态切换到断开状态，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路变为不闭合的状态，接收信号RX不被供给到低噪声放大器31，低噪声放大器31对接收信号RX的放大停止。之后，在时刻T2，功率放大器21从截止切换到导通，功率放大器21对发送信号TX的放大以及发送信号TX向变压器TR1的供给开始。之后，在时刻T3，低噪声放大器31从导通切换到截止。另外，也可以通过使功率放大器21的控制信号SG2与开关SW1的控制信号SG1同步，从而使功率放大器21的从截止向导通的切换(时刻T2)与开关SW1的从闭合状态向断开状态的切换(时刻T1)同步。此外，在图5A至图6B的动作中，在功率放大器21导通的情况下，必定成为开关SW1断开的状态，即用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路不闭合的状态，可抑制发送信号TX向低噪声放大器31泄漏。
【变形例】
图7是示出本发明的第1实施方式的变形例涉及的收发模块101的结构的概略图。收发模块101所具备的LNA模块30包括作为差动放大器而构成的低噪声放大器31。在LNA模块30中设置有：与低噪声放大器31的输入端子连接的端子30a1以及30a2、与低噪声放大器31的输出端子连接的端子30b1以及端子30b2、和与低噪声放大器31的控制用端子连接的端子30c。
此外，收发模块101具备配置在低噪声放大器31的输入侧的开关模块50。开关模块50是开关部的一个例子，具备开关SW2(第1开关)以及开关SW3(第2开关)。开关SW2以及SW3例如可以由双极晶体管、场效应晶体管(FET)等构成。此外，在开关模块50中设置有端子50a、端子50b1、端子50b2、端子50c1和端子50c2。
端子50a与收发模块101的端子Ctrl1连接。开关SW2以及SW3的控制信号SG4输入到端子Ctrl1。由此，供给到端子Ctrl1的开关SW2以及SW3的控制信号SG4通过端子50a分别供给到开关SW2以及SW3。另外，也可以使控制信号SG4与上述的功率放大器21的控制信号SG2同步。
开关SW2以及SW3分别是用于对用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路进行开闭的开关的一个例子。开关SW2的一端与端子50b1连接，开关SW2的另一端与端子50c1连接。开关SW2根据通过端子50a而被供给的控制信号SG4，切换断开状态和闭合状态。开关SW3的一端与端子50b2连接，开关SW3的另一端与端子50c2连接。开关SW3根据通过端子50a而被供给的控制信号SG4，切换断开状态和闭合状态。
在开关SW2以及SW3的至少任意一者为断开状态的情况下，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路不被闭合，在开关SW2和SW3都为闭合状态的情况下，用于从变压器TR2向低噪声放大器31供给接收信号RX的电路被闭合。
如以上说明的那样，本实施方式的收发模块具备：功率放大器，对用于向天线端子输出的发送信号进行放大；第1变压器，包括与天线端子侧连接的第1绕组以及与功率放大器的输出侧连接的第2绕组；低噪声放大器，对从天线端子输入的接收信号进行放大；和第2变压器，包括第1绕组以及与低噪声放大器的输入侧连接的第3绕组。由此，能够利用第2变压器对天线端子与低噪声放大器之间的阻抗进行变换。因此，不再需要在第2变压器与低噪声放大器之间设置阻抗匹配电路。
此外，在上述的收发模块中，功率放大器可以是差动放大器。由此，对于发送信号，可实现噪声抑制性能的提高、增益的增加以及偶数次谐波失真的改善等效果。
此外，在上述的收发模块中，低噪声放大器可以是差动放大器。由此，对于接收信号，可实现噪声抑制性能的提高、增益的增加以及偶数次谐波失真的改善等效果。
此外，在上述的收发模块中，也可以还具备用于对用于从第2变压器向低噪声放大器供给接收信号的电路进行开闭的开关。由此，可抑制发送信号向低噪声放大器侧泄漏。
此外，在上述的收发模块中，也可以是，开关部的一端与第3绕组的一端侧连接，另一端与接地侧连接。由此，可抑制发送信号向低噪声放大器侧泄漏。
此外，在上述的收发模块中，也可以是，低噪声放大器是差动放大器，开关部包括：第1开关，一端与第3绕组的一端侧连接，另一端与低噪声放大器的一个输入端子侧连接；和第2开关，一端与第3绕组的另一端侧连接，另一端与低噪声放大器的另一输入端子侧连接。由此，可抑制发送信号向低噪声放大器侧泄漏。
此外，在上述的收发模块中，第1绕组也可以设置在第2绕组与第3绕组之间。由此，由于第1绕组配置为使得第2绕组和第3绕组隔开，因而第2绕组与第3绕组之间的磁耦合(互感)减少。因此，可抑制发送信号向第3绕组侧(低噪声放大器侧)泄漏。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第2绕组、第1绕组以及第3绕组的第1层。由此，能够简易地构成收发模块。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第2绕组以及第1绕组的第1层、和设置第3绕组的第2层。由此，能够简易地构成收发模块。此外，由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第2绕组的第1层、和设置第1绕组以及第3绕组的第2层。由此，能够简易地构成收发模块。此外，由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第2绕组的第1层、设置第1绕组的第2层、和设置第3绕组的第3层。由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，在上述的收发模块中，第2绕组也可以设置在第1绕组与第3绕组之间。由此，由于第2绕组配置在第1绕组的附近，因而能够使第1绕组与第2绕组的磁耦合(互感)增加。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组、第2绕组以及第3绕组的第1层。由此，能够简易地构成收发模块。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组以及第2绕组的第1层、和设置第3绕组的第2层。由此，能够简易地构成收发模块。此外，由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组的第1层、和设置第2绕组以及第3绕组的第2层。由此，能够简易地构成收发模块。此外，由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组的第1层、设置第2绕组的第2层、和设置第3绕组的第3层。由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，在上述的收发模块中，第3绕组也可以设置在第1绕组与第2绕组之间。由此，由于第3绕组配置在第1绕组的附近，因而能够使第1绕组与第3绕组的磁耦合(互感)增加。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组、第3绕组以及第2绕组的第1层。由此，能够简易地构成收发模块。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组以及第3绕组的第1层、和设置第2绕组的第2层。由此，能够简易地构成收发模块。此外，由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组的第1层、和设置第3绕组以及第2绕组的第2层。由此，能够简易地构成收发模块。此外，由此，能够容易地对各绕组进行布局。
此外，上述的收发模块也可以还具备设置第1绕组的第1层、设置第3绕组的第2层、和设置第2绕组的第3层。由此，能够容易地对各绕组进行布局。
以上说明的实施方式用于使本发明的理解变得容易，不是用于对本发明进行限定和解释。实施方式具备的各要素及其配置、材料、条件、形状和尺寸等不限定于所例示的，可以进行适当变更。此外，在不同实施方式中示出的结构彼此能够部分地置换或组合。

Claims (20)

1.一种收发模块，具备：
功率放大器，对用于向天线端子输出的发送信号进行放大；
第1变压器，包括与所述天线端子侧连接的第1绕组、以及与所述功率放大器的输出侧连接的第2绕组；
低噪声放大器，对从所述天线端子输入的接收信号进行放大；
第2变压器，包括所述第1绕组、以及与所述低噪声放大器的输入侧连接的第3绕组；和
开关部，与所述第3绕组连接，用于对用于从所述第2变压器向所述低噪声放大器供给接收信号的电路进行开闭。
2.根据权利要求1所述的收发模块，其中，
所述功率放大器是差动放大器。
3.根据权利要求1或2所述的收发模块，其中，
所述低噪声放大器是差动放大器。
4.根据权利要求1所述的收发模块，其中，
所述开关部包括开关，
所述开关的一端与所述第3绕组的一端侧连接，所述开关的另一端连接于接地侧。
5.根据权利要求1所述的收发模块，其中，
所述低噪声放大器是差动放大器，
所述开关部包括第1开关和第2开关，
所述第1开关的一端与所述第3绕组的一端侧连接，所述第1开关的另一端与所述低噪声放大器的一个输入端子侧连接，
所述第2开关的一端与所述第3绕组的另一端侧连接，所述第2开关的另一端与所述低噪声放大器的另一输入端子侧连接。
6.根据权利要求1或2所述的收发模块，其中，
所述第1绕组设置在所述第2绕组与所述第3绕组之间。
7.根据权利要求6所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第2绕组、所述第1绕组以及所述第3绕组。
8.根据权利要求6所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第2绕组以及所述第1绕组；和
第2层，设置所述第3绕组。
9.根据权利要求6所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第2绕组；和
第2层，设置所述第1绕组以及所述第3绕组。
10.根据权利要求6所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第2绕组；
第2层，设置所述第1绕组；和
第3层，设置所述第3绕组。
11.根据权利要求1或2所述的收发模块，其中，
所述第2绕组设置在所述第1绕组与所述第3绕组之间。
12.根据权利要求11所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组、所述第2绕组以及所述第3绕组。
13.根据权利要求11所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组以及所述第2绕组；和
第2层，设置所述第3绕组。
14.根据权利要求11所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组；和
第2层，设置所述第2绕组以及所述第3绕组。
15.根据权利要求11所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组；
第2层，设置所述第2绕组；和
第3层，设置所述第3绕组。
16.根据权利要求1或2所述的收发模块，其中，
所述第3绕组设置在所述第1绕组与所述第2绕组之间。
17.根据权利要求16所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组、所述第3绕组以及所述第2绕组。
18.根据权利要求16所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组以及所述第3绕组；和
第2层，设置所述第2绕组。
19.根据权利要求16所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组；和
第2层，设置所述第3绕组以及所述第2绕组。
20.根据权利要求16所述的收发模块，其中，
还具备：
第1层，设置所述第1绕组；
第2层，设置所述第3绕组；和
第3层，设置所述第2绕组。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7010279B2 (en) 2002-11-27 2006-03-07 Broadcom Corporation Radio frequency integrated circuit electro-static discharge circuit
US7369096B2 (en) 2003-10-10 2008-05-06 Broadcom Corporation Impedance matched passive radio frequency transmit/receive switch
US8270912B2 (en) * 2007-12-12 2012-09-18 Broadcom Corporation Method and system for a transformer in an integrated circuit package
CN102263572B (zh) * 2010-05-28 2014-06-18 创杰科技股份有限公司 无线通信收发机
CN102281081B (zh) * 2010-06-08 2013-12-04 创杰科技股份有限公司 无线通信收发机
CN103378869B (zh) * 2012-04-25 2015-06-10 瑞昱半导体股份有限公司 共享多绕组变压器的收发器
CN104160550B (zh) 2012-09-23 2019-01-11 Dsp集团有限公司 用于rf功率放大器的线性行阵列集成功率合成器
DE102013101771A1 (de) 2013-02-22 2014-08-28 Intel Mobile Communications GmbH Sendeanordnung und Verfahren zum Analysieren eines verstärkten Sendesignals
US9379764B2 (en) 2013-09-30 2016-06-28 Broadcom Corporation Transceiver front end with low loss T/R switch
JP6476016B2 (ja) * 2015-03-09 2019-02-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路、通信モジュール、及びスマートメータ
CN109196783B (zh) * 2018-04-12 2020-04-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 具有低电压开关的多模式可配置的收发器及其配置方法
US11128327B2 (en) * 2019-08-31 2021-09-21 Integrated Device Technology, Inc. Principle and techniques for integrated TRX switch

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