CN118140413A - 高频电路和通信装置 - Google Patents

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CN118140413A CN202280070852.0A CN202280070852A CN118140413A CN 118140413 A CN118140413 A CN 118140413A CN 202280070852 A CN202280070852 A CN 202280070852A CN 118140413 A CN118140413 A CN 118140413A
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庄内大贵
田原健二
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Abstract

高频电路(1)具备：功率放大器(11及12)；输入侧线圈(141)和输出侧线圈(142)；以第一频段为通带的滤波器(61)；以第二频段为通带的滤波器(62)；以第三频段为通带的滤波器(63)；开关(21)，其连接在路径(P1)与地之间，该路径(P1)将输出侧线圈(142)的一端与滤波器(61)连结；开关(22)，其连接在路径(P3)与地之间，该路径(P3)将输出侧线圈(142)的另一端与滤波器(63)连结；开关(31)，其串联配置于开关(21)与滤波器(61)之间的路径(P1)；以及开关(32)，其串联配置于路径(P2)，该路径(P2)将滤波器(62)连结于将开关(21)与开关(31)连结的路径，其中，在路径(P3)中没有串联配置开关。

Description

高频电路和通信装置
技术领域
本发明涉及一种高频电路和通信装置。
背景技术
在专利文献1中公开了一种功率放大电路，其具备：第一放大器，其在输入信号的功率电平为第一电平以上的区域对从输入信号分配得到的第一信号进行放大来输出第二信号；第一变压器，其被输入第二信号；第二放大器，其在输入信号的功率电平为比第一电平高的第二电平以上的区域对从输入信号分配得到的第三信号进行放大来输出第四信号；以及第二变压器，其被输入第四信号。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-137566号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所公开的功率放大电路中，在将多个频段的高频信号放大后单独地进行传输的情况下，在功率放大电路的输出侧需要以多个频段的各个频段为通带的多个滤波器以及用于对功率放大电路与上述多个滤波器的连接及非连接进行切换的开关。
然而，当在信号路径上配置上述开关时，由于该开关的接通电阻而导致高频信号的传输损耗变大。
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能够低损耗地传输高频信号的具有变压器和多个放大元件且支持多频段的高频电路和通信装置。
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高频电路具备：第一放大元件和第二放大元件；变压器，其具有输入侧线圈和输出侧线圈；第一滤波器，其具有包含第一频段的通带；第二滤波器，其具有包含第二频段的通带；第三滤波器，其具有包含第三频段的通带；第一开关，其连接在第一路径与地之间，该第一路径将输出侧线圈的一端与第一滤波器连结；第二开关，其连接在第二路径与地之间，该第二路径将输出侧线圈的另一端与第三滤波器连结；第三开关，其串联配置于第一开关与第一滤波器之间的第一路径；以及第四开关，其串联配置于第三路径，该第三路径将第二滤波器连结于第一路径中的将第一开关与第三开关连结的路径，其中，在第二路径中没有串联配置开关。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够低损耗地传输高频信号的具有变压器和多个放大元件且支持多频段的高频电路和通信装置。
附图说明
图1是实施方式所涉及的高频电路和通信装置的电路结构图。
图2是例示了实施方式所涉及的高频电路中应用的频段的组合的图。
图3A是实施方式所涉及的高频电路的传输频段C的信号的情况下的电路状态图。
图3B是实施方式所涉及的高频电路的传输频段A的信号的情况下的电路状态图。
图4是实施方式的变形例1所涉及的高频电路的电路结构图。
图5是实施方式的变形例2所涉及的高频电路的电路结构图。
图6是实施例所涉及的高频电路的俯视图和截面图。
具体实施方式
下面，使用附图来详细地说明本发明的实施方式。此外，下面要说明的实施方式均表示总括性或具体性的例子。下面的实施方式中示出的数值、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。
此外，各图是为了表示本发明而适当进行了强调、省略、或比率的调整的示意图，未必严格地进行了图示，有时与实际的形状、位置关系以及比率不同。在各图中，对实质上相同的结构标注相同的标记，有时省略或简化重复的说明。
在本公开中，“连接”是指不仅包括利用连接端子和/或布线导体来直接连接的情况，还包括经由其它电路元件来电连接的情况。另外，“连接在A与B之间”、“连接在A及B之间”是指在将A及B连结的路径上与A及B连接。
另外，在本公开中，“路径”是指由供高频信号传播的布线、与该布线直接连接的电极、以及与该布线或该电极直接连接的端子等构成的传输线路。
在本发明的部件配置中，“俯视”是指从z轴正侧将物体正投影于xy平面来进行观察。“在俯视时A与B重叠”是指：正投影于xy平面的A的区域与正投影于xy平面的B的区域重叠。“A配置于B与C之间”是指：将B内的任意的点与C内的任意的点连结的多个线段中的至少一个线段通过A。“A配置得比B接近C”是指A与C之间的最短距离比B与C之间的最短距离短。另外，“平行”和“正交”等表示要素间的关系性的用语、“矩形”等表示要素的形状的用语、以及数值范围是指还包含实质上等同的范围、例如百分之几左右的误差，而并非仅表示严格的含义。
(实施方式)
[1.高频电路1和通信装置4的电路结构]
参照图1对本实施方式所涉及的高频电路1和通信装置4的电路结构进行说明。图1是实施方式所涉及的高频电路1和通信装置4的电路结构图。
[1.1通信装置4的电路结构]
首先，对通信装置4的电路结构进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的通信装置4具备高频电路1、天线2以及RF信号处理电路(RFIC)3。
高频电路1在天线2与RFIC 3之间传输高频信号。在后面叙述高频电路1的详细的电路结构。
天线2与高频电路1的天线连接端子100连接，天线2发送从高频电路1输出的高频信号，另外，从外部接收高频信号后输出到高频电路1。
RFIC 3是对高频信号进行处理的信号处理电路的一例。具体地说，RFIC 3对经由高频电路1的接收路径输入的接收信号通过下变频等进行信号处理，将进行该信号处理后生成的接收信号输出到基带信号处理电路(BBIC，未图示)。另外，RFIC 3对从BBIC输入的发送信号通过上变频等进行信号处理，将进行该信号处理后生成的发送信号输出到高频电路1的发送路径。另外，RFIC 3具有控制部，该控制部对高频电路1所具有的开关和放大元件等进行控制。此外，RFIC 3的作为控制部的功能的一部分或全部也可以安装于RFIC 3的外部，例如也可以安装于BBIC或高频电路1。
另外，RFIC 3还具有对向高频电路1所具有的各放大器提供的电源电压Vcc和偏置电压进行控制的作为控制部的功能。具体地说，RFIC 3向高频电路1输出数字控制信号。向高频电路1的各放大器提供由上述数字控制信号控制的电源电压Vcc和偏置电压。
另外，RFIC 3还具有基于所使用的通信频段(频带)来控制高频电路1所具有的各开关的连接的作为控制部的功能。
此外，在本实施方式所涉及的通信装置4中，天线元件2不是必需的结构要素。
[1.2高频电路1的电路结构]
接着，对高频电路1的电路结构进行说明。如图1所示，高频电路1具备功率放大器11及12、前置放大器10、变压器13及14、滤波器61、62及63、开关21、22、31、32及60、电容器41及42、匹配电路51、52及53、输入端子110、以及天线连接端子100。
输入端子110与RFIC 3连接，天线连接端子100与天线2连接。
前置放大器10对从输入端子110输入的频段A～频段C的高频信号进行放大。
变压器13具有初级侧线圈131和次级侧线圈132。初级侧线圈131的一端与电源(电源电压Vcc)连接，初级侧线圈131的另一端与前置放大器10的输出端子连接。次级侧线圈132的一端与功率放大器11的输入端子连接，次级侧线圈132的另一端与功率放大器12的输入端子连接。变压器13将从前置放大器10输出的高频信号分配为具有规定的相位差的两个高频信号。分配得到的两个高频信号分别被输入到功率放大器11及12。
功率放大器11是第一放大元件的一例，具有放大晶体管。功率放大器12是第二放大元件的一例，具有放大晶体管。功率放大器11及12所具有的放大晶体管例如是异质结双极晶体管(HBT：Heterojunction Bipolar Transistor)等双极晶体管、或MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等场效应晶体管。
前置放大器10、功率放大器11及12、以及变压器13及14构成了差动放大型的放大电路。此外，也可以不存在前置放大器10和变压器13。另外，通过功率放大器11作为载波放大器进行动作、功率放大器12作为峰值放大器进行动作，前置放大器10、功率放大器11及12、以及变压器13及14也可以构成多尔蒂型的放大电路。在该情况下，也可以配置移相电路来代替变压器13，另外，也可以在功率放大器11的输出端子与输入侧线圈141的一端之间以及功率放大器12的输出端子与输入侧线圈141的另一端之间中的至少一方配置移相线路。
变压器14具有输入侧线圈141和输出侧线圈142。输入侧线圈141的一端与功率放大器11的输出端子连接，输入侧线圈141的另一端与功率放大器12的输出端子连接。输入侧线圈141的中点连接于电源(电源电压Vcc)。输出侧线圈142的一端经由电容器41、端子71、开关31、端子73以及匹配电路51来与滤波器61连接，另外，经由电容器41、端子71、开关32、端子74以及匹配电路52来与滤波器62连接。输出侧线圈142的另一端经由电容器42、端子72、端子75以及匹配电路53来与滤波器63连接。变压器14将从功率放大器11及12输出的高频信号进行合成。合成得到的高频信号被输出到端子71及72中的任一方。
滤波器61是第一滤波器的一例，具有包含频段A的上行链路工作频段(第一频段)的通带。滤波器61的输入端经由匹配电路51及端子73来与开关31连接。
滤波器62是第二滤波器的一例，具有包含频段B的上行链路工作频段(第二频段)的通带。滤波器62的输入端经由匹配电路52及端子74来与开关32连接。
滤波器63是第三滤波器的一例，具有包含频段C的上行链路工作频段(第三频段)的通带。滤波器63的输入端经由匹配电路53及端子75来与端子72连接。
开关60是天线开关的一例，与天线连接端子100连接，对天线连接端子100与滤波器61的连接及非连接进行切换，另外，对天线连接端子100与滤波器62的连接及非连接进行切换，另外，对天线连接端子100与滤波器63的连接及非连接进行切换。
此外，滤波器61～63也可以构成各自的输出端与天线连接端子100连接的多路复用器，在该情况下，也可以不存在开关60。另外，在滤波器61～63各自是频分双工(FDD：Frequency Division Duplex)用的情况下，也可以与接收用滤波器一起构成双工器，在滤波器61～63各自是时分双工(TDD：Time Division Duplex)方式用的情况下，也可以在各滤波器的前级和后级中的至少一方配置对发送和接收进行切换的开关。
开关21是第一开关的一例，连接在路径P1(第一路径)与地之间，该路径P1将输出侧线圈142的一端与滤波器61连结。开关22是第二开关的一例，连接在路径P3(第二路径)与地之间，该路径P3将输出侧线圈142的另一端与滤波器63连结。
开关31是第三开关的一例，串联配置于路径P1中的开关21与滤波器61之间的路径。开关32是第四开关的一例，串联配置于路径P2(第三路径)，该路径P2将滤波器62连结于路径P1中的将开关21与开关31连结的路径。
此外，开关串联配置于将a与b连结的路径是指如下的配置状态：在对两个端子之间的导通及非导通进行切换的开关中，该两个端子中的一方与a连接，该两个端子中的另一方与b连接，通过该开关的导通及非导通的切换，来对a与b的连接及非连接进行切换。
另外，在路径P3(第二路径)中没有串联配置开关。
此外，开关21、22、31及32各自例如是包括FET等的开关元件。开关21、22、31及32也可以包括在半导体IC 70中。此外，半导体IC 70具有端子71、72、73、74及75，例如使用CMOS来构成，具体地说，通过SOI(Silicon on Insulator：绝缘体上硅)工艺来制造。此外，半导体IC 70也可以由GaAs、SiGe以及GaN中的至少一方来构成，构成半导体IC 70的半导体材料不限定于上述材料。
电容器41的一端(一个电极)与输出侧线圈142的一端连接，电容器41的另一端(另一个电极)与端子71连接。电容器42的一端(一个电极)与输出侧线圈142的另一端连接，电容器42的另一端(另一个电极)与端子72连接。
匹配电路51连接在端子73与滤波器61的输入端之间，取得比端子73靠输入侧的位置的阻抗与滤波器61的阻抗的匹配。匹配电路52连接在端子74与滤波器62的输入端之间，取得比端子74靠输入侧的位置的阻抗与滤波器62的阻抗的匹配。匹配电路53连接在端子75与滤波器63的输入端之间，取得比端子75靠输入侧的位置的阻抗与滤波器63的阻抗的匹配。
匹配电路51～53各自包括电感器和电容器中的一方。
此外，本实施方式所涉及的高频电路1具备功率放大器11及12、变压器14、滤波器61、62及63、开关21、22、31及32即可。
图2是例示了实施方式所涉及的高频电路1中应用的频段的组合的图。在本实施方式所涉及的高频电路1中，频段A例如是用于4G(4th Generation：第四代)-LTE(Long TermEvolution：长期演进)的频段66或用于5G(5th Generation：第五代)-NR(New Radio：新空口)的频段n66(上行链路工作频段Tx：1710MHz-1780MHz、下行链路工作频段Rx：2110MHz-2200MHz)。另外，频段B例如是用于4G-LTE的频段3或用于5G-NR的频段n3(上行链路工作频段Tx：1710MHz-1785MHz、下行链路工作频段Rx：1805MHz-1880MHz)。另外，频段C例如是用于4G-LTE的频段1或用于5G-NR的频段n1(上行链路工作频段Tx：1920MHz-1980MHz、下行链路工作频段Rx：2110MHz-2170MHz)。
如图2所示，频段A的上行链路工作频段的频率与频段B的上行链路工作频段的频率重叠。此外，上述两个上行链路工作频段的频率也可以不重叠。
此外，在本实施方式中，频段A～频段C中的各频段是指由标准化组织等(例如3GPP(注册商标)(3rd Generation Partnership Project：第三代合作伙伴项目)、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气与电子工程师协会)等)为使用无线接入技术(RAT：Radio Access Technology)构建的通信系统预先定义的频段，并不限定于上述例示的频段。在本实施方式中，作为通信系统，例如能够使用4G-LTE系统、5G-NR系统以及WLAN(Wireless Local Area Network：无线局域网)系统等，但并不限定于这些系统。
根据上述电路结构，高频电路1能够从输入端子110朝向天线连接端子100发送频段A～频段C中的任意频段的高频信号。此时，由于在传输频段C的路径P3中没有串联配置开关，因此能够低损耗地传输频段C的高频信号。
[1.3高频电路1中的高频信号的流动]
接着，对高频电路1中的频段A～频段C的高频信号的流动进行说明。
图3A是实施方式所涉及的高频电路1的传输频段C的信号的情况下的电路状态图。如该图所示，在传输频段C的信号的情况下，开关22、31及32为非导通状态(OFF)，开关21为导通状态(ON)。为了将从功率放大器11及12输出的频段C的信号经由端子72传输到路径P3，需要使输出侧线圈142的一端为短路状态。因此，通过使开关21为导通状态(ON)，能够使输出侧线圈142的一端为短路状态。另一方面，通过使开关22为非导通状态(OFF)，能够将频段C的信号从端子72朝向滤波器63传输。此时，由于在传输频段C的发送信号的路径P3中没有串联配置开关，因此能够低损耗地传输频段C的高频信号。
此外，由于在输出侧线圈142的一端与开关21之间存在连接布线，因此即使使开关21为导通状态(ON)来使开关21的附近与地之间发生短路，也存在以下情况：输出侧线圈142的一端的阻抗相对于短路点偏离与该连接布线的电感分量相当的量。对此，也可以在开关21与输出侧线圈142的一端之间配置电容器41。通过电容器41，能够使由于上述连接布线的电感分量而相对于短路点发生了偏离的输出侧线圈142的一端的阻抗高精度地成为短路状态。
此外，期望的是，电容器41和开关21中的电容器41更接近输出侧线圈142的一端地连接。
另外，此时，开关31及32为非导通状态(OFF)。由此，能够高精度地抑制频段C的信号从端子71朝向滤波器61及62泄漏。
图3B是实施方式所涉及的高频电路1的传输频段A的信号的情况下的电路状态图。如该图所示，在传输频段A的信号的情况下，开关21及32为非导通状态(OFF)，开关22及31为导通状态(ON)。为了将从功率放大器11及12输出的频段A的信号经由端子71传输到路径P1，需要使输出侧线圈142的另一端为短路状态。因此，通过使开关22为导通状态(ON)，能够使输出侧线圈142的另一端为短路状态。另一方面，通过使开关21为非导通状态(OFF)、使开关31为导通状态(ON)，能够将频段A的信号从端子71朝向滤波器61传输。另外，此时，开关32为非导通状态(OFF)。由此，能够高精度地抑制频段A的信号从端子71朝向滤波器62泄漏。
此外，由于在输出侧线圈142的另一端与开关22之间存在连接布线，因此即使使开关22为导通状态(ON)来使开关22的附近与地之间发生短路，也存在以下情况：输出侧线圈142的另一端的阻抗相对于短路点偏离与该连接布线的电感分量相当的量。对此，也可以在开关22与输出侧线圈142的另一端之间配置电容器42。通过电容器42，能够使由于上述连接布线的电感分量而相对于短路点发生了偏离的输出侧线圈142的另一端的阻抗高精度地成为短路状态。
此外，期望的是，电容器42和开关22中的电容器42更接近输出侧线圈142的另一端地连接。
另外，虽然未图示，但在传输频段B的信号的情况下，开关21及31为非导通状态(OFF)，开关22及32为导通状态(ON)。为了将从功率放大器11及12输出的频段B的信号经由端子71向路径P2传输，需要使输出侧线圈142的另一端为短路状态。因此，通过使开关22为导通状态(ON)，能够使输出侧线圈142的另一端为短路状态。另一方面，通过使开关21为非导通状态(OFF)、使开关32为导通状态(ON)，能够将频段B的信号从端子71朝向滤波器62传输。另外，此时，开关31为非导通状态(OFF)。由此，能够高精度地抑制频段B的信号从端子71朝向滤波器61泄漏。
此外，频段A的上行链路工作频段的频率与频段B的上行链路工作频段的频率也可以重叠。即使在该情况下，也由于在传输频段A的发送信号的路径P1和传输频段B的发送信号的路径P2中分别串联配置有开关31及32而能够通过开关31及32的排他性动作来确保路径P1与路径P2之间的隔离度。
另外，频段C的上行链路工作频段的频率也可以比频段A及频段B的上行链路工作频段的频率高。换言之，滤波器63的通带的频率也可以比滤波器61及62的通带的频率高。频率越高，则高频信号的传输损耗越大。从该观点出发，频段A、B及C中的频率最高的频段C的发送信号的传输损耗有可能最大，但根据本实施方式所涉及的高频电路1，在传输频段C的发送信号的路径P3中不存在串联配置的开关，因此能够减少频段C的发送信号的传输损耗。因此，能够有效地减少高频电路1的信号传输损耗。
[1.4变形例1所涉及的高频电路1A的电路结构]
图4是实施方式的变形例1所涉及的高频电路1A的电路结构图。如该图所示，高频电路1A具备功率放大器11及12、前置放大器10、变压器13及14、滤波器61、62及63、开关21、22、31、32及60、电容器41及42、DTC(Digital Tunable Capacitor：数字可调电容器)35、匹配电路51、52及53、输入端子110、以及天线连接端子100。本变形例所涉及的高频电路1A与实施方式所涉及的高频电路1相比的不同点在于附加了DTC 35。下面，关于本变形例所涉及的高频电路1A，对与实施方式所涉及的高频电路1相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
DTC 35具有在公共端子连接多个电容器而得到的结构。通过开关对多个电容器各自与公共端子的连接及非连接进行切换。由此，DTC 35能够使电容值与上述开关的连接切换相对应地呈阶梯状地改变。此外，DTC 35的电容值的切换由上述RFIC 3的控制部来执行。
DTC 35的公共端子连接于将输出侧线圈142的一端与开关31及32的连接点连结的路径。更为具体地说，DTC 35的公共端子连接于开关21与开关31之间的路径P1同开关21与开关32之间的路径P2相重复的路径。据此，小型的DTC 35的电容值能够根据频段A的发送信号的传输和频段B的发送信号的传输而改变，因此能够高精度地调整滤波器61及62的输入侧的阻抗，并且能够使高频电路1A小型化。
此外，DTC 35也可以包括在内置有开关21、22、31及32的半导体IC 70A中。据此，能够使高频电路1A进一步小型化。
[1.5变形例2所涉及的高频电路1B的电路结构]
图5是实施方式的变形例2所涉及的高频电路1B的电路结构图。如该图所示，高频电路1B具备功率放大器11及12、前置放大器10、变压器13及14、滤波器61、62、63及64、开关21、22、31、32、33及60B、电容器41及42、匹配电路51、52、53及54、输入端子110、以及天线连接端子100。本变形例所涉及的高频电路1B与实施方式所涉及的高频电路1相比的不同点在于，附加了传输频段D的发送信号的路径。下面，关于本变形例所涉及的高频电路1B，对与实施方式所涉及的高频电路1相同的结构省略说明，以不同的结构为中心进行说明。
前置放大器10对从输入端子110输入的频段A～频段D的高频信号进行放大。
输出侧线圈142的一端经由电容器41、端子71、开关31、端子73以及匹配电路51来与滤波器61连接。另外，输出侧线圈142的一端经由电容器41、端子71、开关32、端子74以及匹配电路52来与滤波器62连接。另外，输出侧线圈142的一端经由电容器41、端子71、开关33、端子76以及匹配电路54来与滤波器64连接。输出侧线圈142的另一端经由电容器42、端子72、端子75以及匹配电路53来与滤波器63连接。
滤波器64具有包含频段D的上行链路工作频段的通带。滤波器64的输入端经由匹配电路54及端子76来与开关33连接。
开关60B是天线开关的一例，与天线连接端子100连接，对天线连接端子100与滤波器61的连接及非连接进行切换，另外，对天线连接端子100与滤波器62的连接及非连接进行切换，另外，对天线连接端子100与滤波器63的连接及非连接进行切换，另外，对天线连接端子100与滤波器64的连接及非连接进行切换。
开关33串联配置于路径P4，该路径P4将滤波器64连结于将开关21与开关31连结的路径。
另外，在路径P3(第二路径)中没有串联配置开关。
匹配电路54连接在端子76与滤波器64的输入端之间，取得比端子76靠输入侧的位置的阻抗与滤波器64的阻抗的匹配。
匹配电路51～54各自包括电感器和电容器中的一方。
根据上述电路结构，高频电路1B能够将频段A～频段D中的任意频段的高频信号从输入端子110朝向天线连接端子100发送。此时，由于在传输频段C的路径P3中没有串联配置开关，因此能够低损耗地传输频段C的高频信号。
具体地说，在传输频段C的信号的情况下，开关22、31、32及33为非导通状态(OFF)，开关21为导通状态(ON)。为了将从功率放大器11及12输出的频段C的信号经由端子72传输到路径P3，需要使输出侧线圈142的一端为短路状态。因此，通过使开关21为导通状态(ON)，能够使输出侧线圈142的一端为短路状态。另一方面，通过使开关22为非导通状态(OFF)，能够将频段C的信号从端子72朝向滤波器63传输。此时，由于在传输频段C的发送信号的路径P3中没有串联配置开关，因此能够低损耗地传输频段C的高频信号。
另外，在传输频段D的信号的情况下，开关21、31及32为非导通状态(OFF)，开关22及33为导通状态(ON)。为了将从功率放大器11及12输出的频段D的信号经由端子71传输到路径P4，需要使输出侧线圈142的另一端为短路状态。因此，通过使开关22为导通状态(ON)，能够使输出侧线圈142的另一端为短路状态。另一方面，通过使开关21为非导通状态(OFF)、使开关33为导通状态(ON)，能够将频段D的信号从端子71朝向滤波器64传输。另外，此时，开关31及32为非导通状态(OFF)。由此，能够高精度地抑制频段D的信号从端子71朝向滤波器61及62泄漏。
此外，在本变形例所涉及的高频电路1B中，要传输的发送信号的频段的数量也可以是五个以上。在该情况下，配置与各频段对应的五个以上的滤波器。另外，仅将用于传输五个以上的频段中的最希望减少传输损耗的频段的发送信号的一个滤波器与输出侧线圈142的另一端连接、将其它滤波器与输出侧线圈142的一端连接即可。
[1.6高频电路1的安装结构]
参照图6对本实施方式所涉及的高频电路1的安装结构进行说明。
图6是实施例所涉及的高频电路1的俯视图和截面图。图6的(a)是从z轴正侧观察模块基板90的主面90a侧而得到的图，图6的(b)是从z轴正侧透视模块基板90的主面90b侧而得到的图。图6的(c)是实施例所涉及的高频电路1的截面图。图6的(c)中的高频电路1的截面是图6的(a)及(b)中的VI-VI线处的截面。
此外，在图6的(a)中，有时对各部件标注表示该部件的标记以使得易于理解各部件的配置关系，但是对实际的各部件没有标注该标记。另外，在图6中，省略了将配置于模块基板90的多个电子部件进行连接的布线的图示。另外，在图6中，省略了覆盖多个电子部件的树脂构件以及覆盖树脂构件的表面的屏蔽电极层的图示。
高频电路1除了具备包括图1示出的高频电路1所包含的多个电路元件在内的多个电子部件以外，还具备模块基板90。
模块基板90具有彼此相向的主面90a及90b。主面90a及90b分别是第一主面和第二主面的一例。此外，在图6中，模块基板90具有在俯视时呈矩形的形状，但模块基板90不限定于该形状。
作为模块基板90，例如能够使用具有多个电介质层的层叠构造的低温共烧陶瓷(LTCC：Low Temperature Co-fired Ceramics)基板或高温共烧陶瓷(HTCC：HighTemperature Co-fired Ceramics)基板、部件内置基板、具有重布线层(RDL：Redistribution Layer)的基板、或印刷电路板等，但并不限定于这些基板。
在主面90a上配置有功率放大器11及12、前置放大器10、变压器13及14、以及滤波器61、62及63。前置放大器10、功率放大器11及12由半导体IC 80构成。
半导体IC 80例如使用CMOS来构成，具体地说通过SOI工艺来制造。此外，半导体IC80也可以由GaAs、SiGe以及GaN中的至少一方来构成，但构成半导体IC 80的半导体材料不限定于上述材料。
在主面90b上配置有半导体IC 70。半导体IC 70由开关部70a和PA控制部70b构成。
开关部70a包括开关21、22、31及32。PA控制部70b是控制电路部的一例，是对功率放大器11及12进行控制的电路。
此外，半导体IC 70至少具有开关部70a即可，PA控制部70b也可以包括在与半导体IC 70不同的半导体IC中。
此外，开关60、匹配电路51～53以及电容器41及42在图6中没有图示，可以配置在主面90a、90b以及模块基板90的内部中的任意位置。另外，变压器13及14也可以配置在主面90b或模块基板90的内部。
根据上述结构，构成高频电路1的电路部件被分配到主面90a及90b地配置，因此能够使高频电路1小型化。
在此，在俯视模块基板90的情况下，滤波器61及62中的至少一方与开关部70a至少有一部分重叠。
据此，能够使将滤波器61与开关31连结的布线(路径P1)以及将滤波器62与开关32连结的布线(路径P2)中的至少一方短。由于在路径P3中没有串联配置开关，因此能够减少将滤波器63与开关22连结的布线(路径P3)的传输损耗。与此相对地，在路径P1和路径P2中串联配置有开关，因此有传输损耗变大与该开关的接通电阻相当的量的倾向，但通过上述结构，能够使路径P1及P2短，因此能够抑制因上述接通电阻引起的传输损耗的增加量。因此，能够使高频电路1小型化和低损耗化。
[2.效果等]
如上所述，本实施方式所涉及的高频电路1具备：功率放大器11及12；变压器14，其具有输入侧线圈141和输出侧线圈142；滤波器61，其具有包含频段A的上行链路工作频段的通带；滤波器62，其具有包含频段B的上行链路工作频段的通带；滤波器63，其具有包含频段C的上行链路工作频段的通带；开关21，其连接在路径P1与地之间，该路径P1将输出侧线圈142的一端与滤波器61连结；开关22，其连接在路径P3与地之间，该路径P3将输出侧线圈142的另一端与滤波器63连结；开关31，其串联配置于开关21与滤波器61之间的路径P1；以及开关32，其串联配置于路径P2，该路径P2将滤波器62连结于路径P1中的将开关21与开关31连结的路径，其中，在路径P3中没有串联配置开关。
根据上述电路结构，高频电路1能够传输频段A～频段C的发送信号。此时，在传输频段C的路径P3中没有串联配置开关，因此能够低损耗地传输频段C的高频信号。因此，能够提供一种能够低损耗地传输高频信号的具有变压器和多个放大元件且支持多频段的高频电路1。
另外，例如也可以是，在高频电路1中，在传输频段A的信号的情况下，开关22及31处于导通状态，开关21及开关32处于非导通状态，在传输频段B的信号的情况下，开关22及开关32处于导通状态，开关21及31处于非导通状态。
据此，通过使开关22为导通状态，能够使输出侧线圈142的另一端为短路状态。通过使开关21为非导通状态、使开关31为导通状态，能够将频段A的信号朝向滤波器61传输。另外，此时，开关32为非导通状态，因此能够高精度地抑制频段A的信号朝向滤波器62泄漏。另一方面，通过使开关21为非导通状态、使开关32为导通状态，能够将频段B的信号朝向滤波器62传输。另外，此时，开关31为非导通状态，因此能够高精度地抑制频段B的信号朝向滤波器61泄漏。
另外，例如也可以是，在高频电路1中，在传输频段C的信号的情况下，开关21处于导通状态，开关22、31及32处于非导通状态。
据此，通过使开关21为导通状态，能够使输出侧线圈142的一端为短路状态。另一方面，通过使开关22为非导通状态，能够将频段C的信号朝向滤波器63传输。此时，在传输频段C的发送信号的路径P3中没有串联配置开关，因此能够低损耗地传输频段C的高频信号。
另外，例如也可以是，在高频电路1中，滤波器63的通带的频率比滤波器61及62的各通带的频率高。
频率越高，则高频信号的传输损耗越大。从该观点出发，频段A、B及C中的频率最高的频段C的发送信号的传输损耗有可能最大，但通过上述结构，在传输频段C的发送信号的路径P3中不存在串联配置的开关，因此能够减少频段C的发送信号的传输损耗。因此，能够有效地减少高频电路1的信号传输损耗。
另外，例如也可以是，在高频电路1中，滤波器61的通带的频率与滤波器62的通带的频率有一部分重叠。
即使在该情况下，也由于在传输频段A的发送信号的路径P1和传输频段B的发送信号的路径P2中分别串联配置有开关31及32而能够通过开关31及32的排他性动作来确保路径P1与路径P2之间的隔离度。
另外，例如也可以是，变形例1所涉及的高频电路1A还具备DTC 35，该DTC 35连接在输出侧线圈142的一端与开关31及32的连接点之间。
据此，小型的DTC 35的电容值能够根据频段A的发送信号的传输和频段B的发送信号的传输而改变，因此能够高精度地调整滤波器61及62的输入侧的阻抗，并且能够使高频电路1A小型化。
另外，例如也可以是，高频电路1还具备模块基板90，该模块基板90具有主面90a及90b，开关21、22、31及32包括在半导体IC 70中，功率放大器11及12、变压器14、滤波器61、62及63配置于主面90a，半导体IC 70配置于主面90b。
据此，构成高频电路1的电路部件被分配到主面90a及90b地配置，因此能够使高频电路1小型化。
另外，例如也可以是，在高频电路1中，半导体IC 70具有：开关部70a，其配置有开关21、22、31及32；以及PA控制部70b，其对功率放大器11及12进行控制，其中，在俯视模块基板90的情况下，滤波器61及62中的至少一方与开关部70a至少有一部分重叠。
据此，能够使将滤波器61与开关31连结的布线(路径P1)以及将滤波器62与开关32连结的布线(路径P2)中的至少一方短。因此，能够减少因在路径P1和路径P2中串联配置的开关31及32的接通电阻引起的传输损耗的增加量。因此，能够使高频电路1小型化和低损耗化。
另外，例如也可以是，在高频电路1中，频段A是用于4G-LTE的频段66或用于5G-NR的频段n66，频段B是用于4G-LTE的频段3或用于5G-NR的频段n3，频段C是用于4G-LTE的频段1或用于5G-NR的频段n1。
另外，本实施方式所涉及的通信装置4具备：RFIC 3，其对高频信号进行处理；以及高频电路1，其在RFIC 3与天线2之间传输高频信号。
据此，能够利用通信装置4实现高频电路1的效果。
(其它实施方式等)
以上，关于本发明的实施方式所涉及的高频电路和通信装置，列举实施方式、实施例以及变形例来进行了说明，但是本发明所涉及的高频模块和通信装置不限定于上述实施方式、实施例以及变形例。将上述实施方式、实施例以及变形例中的任意的结构要素进行组合而实现的其它实施方式、对上述实施方式、实施例以及变形例实施本领域技术人员在不脱离本发明的主旨的范围内想到的各种变形所得到的变形例、内置有上述高频电路和通信装置的各种设备也包含于本发明。
另外，例如也可以是，在上述实施方式、实施例以及变形例所涉及的高频电路和通信装置中，在附图所公开的将各电路元件和信号路径进行连接的路径之间插入其它电路元件和布线等。
产业上的可利用性
本发明作为配置于支持多频段的前端部的高频电路，能够广泛地利用于便携式电话等通信设备。
附图标记说明
1、1A、1B：高频电路；2：天线；3：RF信号处理电路(RFIC)；4：通信装置；10：前置放大器；11、12：功率放大器；13、14：变压器；21、22、31、32、33、60、60B：开关；35：DTC；41、42：电容器；51、52、53、54：匹配电路；61、62、63、64：滤波器；70、70A、70B、80：半导体IC；70a：开关部；70b：PA控制部；71、72、73、74、75、76：端子；90：模块基板；90a、90b：主面；100：天线连接端子；110：输入端子；131：初级侧线圈；132：次级侧线圈；141：输入侧线圈；142：输出侧线圈。

Claims (10)

1.一种高频电路，具备：
第一放大元件和第二放大元件；
变压器，其具有输入侧线圈和输出侧线圈；
第一滤波器，其具有包含第一频段的通带；
第二滤波器，其具有包含第二频段的通带；
第三滤波器，其具有包含第三频段的通带；
第一开关，其连接在第一路径与地之间，所述第一路径将所述输出侧线圈的一端与所述第一滤波器连结；
第二开关，其连接在第二路径与地之间，所述第二路径将所述输出侧线圈的另一端与所述第三滤波器连结；
第三开关，其串联配置于所述第一开关与所述第一滤波器之间的所述第一路径；以及
第四开关，其串联配置于第三路径，所述第三路径将所述第二滤波器连结于所述第一路径中的将所述第一开关与所述第三开关连结的路径，
其中，在所述第二路径中没有串联配置开关。
2.根据权利要求1所述的高频电路，其中，
在传输所述第一频段的信号的情况下，所述第二开关和所述第三开关处于导通状态，所述第一开关和所述第四开关处于非导通状态，
在传输所述第二频段的信号的情况下，所述第二开关和所述第四开关处于导通状态，所述第一开关和所述第三开关处于非导通状态。
3.根据权利要求1或2所述的高频电路，其中，
在传输所述第三频段的信号的情况下，所述第一开关处于导通状态，所述第二开关、所述第三开关以及所述第四开关处于非导通状态。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的高频电路，其中，
所述第三滤波器的通带的频率比所述第一滤波器的通带及所述第二滤波器的通带的频率高。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的高频电路，其中，
所述第一滤波器的通带的频率与所述第二滤波器的通带的频率有一部分重叠。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的高频电路，其中，
还具备数字可调电容器即DTC，所述DTC连接在所述输出侧线圈的所述一端与所述第三开关及所述第四开关的连接点之间。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的高频电路，其中，
还具备模块基板，所述模块基板具有彼此相向的第一主面和第二主面，
所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关以及所述第四开关包括在半导体集成电路即半导体IC中，
所述第一放大元件、所述第二放大元件、所述变压器、所述第一滤波器、所述第二滤波器以及所述第三滤波器配置于所述第一主面，
所述半导体IC配置于所述第二主面。
8.根据权利要求7所述的高频电路，其中，
所述半导体IC具有：
开关部，其配置有所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关以及所述第四开关；以及
控制电路部，其对所述第一放大元件和所述第二放大元件进行控制，
其中，在俯视所述模块基板的情况下，所述第一滤波器及所述第二滤波器中的至少一方与所述开关部至少有一部分重叠。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的高频电路，其中，
所述第一频段是用于第四代长期演进即4G-LTE的频段66或用于第五代新空口即5G-NR的频段n66，
所述第二频段是用于4G-LTE的频段3或用于5G-NR的频段n3，
所述第三频段是用于4G-LTE的频段1或用于5G-NR的频段n1。
10.一种通信装置，具备：
信号处理电路，其对高频信号进行处理；以及
根据权利要求1～8中的任一项所述的高频电路，其在所述信号处理电路与天线之间传输所述高频信号。
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