JP2003101435A - 高周波デバイス - Google Patents

高周波デバイス

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JP2003101435A
JP2003101435A JP2001288662A JP2001288662A JP2003101435A JP 2003101435 A JP2003101435 A JP 2003101435A JP 2001288662 A JP2001288662 A JP 2001288662A JP 2001288662 A JP2001288662 A JP 2001288662A JP 2003101435 A JP2003101435 A JP 2003101435A
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Kotaro Suzuki
孝太郎 鈴木
Yoshiharu Omori
吉晴 大森
Riho Sasaki
理穂 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高電圧雑音が侵入したとしても、アンテナ端
子に接続された回路を保護することのできる高周波デバ
イスを提供することを目的とする。 【解決手段】 アンテナ端子10に接続したダイプレク
サ11はGSM帯とDCS帯の周波数成分を分波・合波
し、ダイプレクサ11にはGSM帯の周波数成分を取扱
う回路とDCS帯の周波数成分を取扱う回路を接続し、
GSM帯の回路においては、ダイプレクサ11に送、受
信信号を切り分けるスイッチ13を接続し、このスイッ
チ13はダイオード30及びバリスタ40を用いて形成
し、このバリスタ40はアンテナ端子10とダイオード
30間に並列に接続されると共に、一端をグランド端子
41に接続している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話などの移動
体通信機器、特に送、受信切り替えのアンテナ共用器と
して用いることのできる高周波デバイスに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】最近、携帯電話などの移動体通信機器に
おいては、アンテナ端子から静電気など瞬時に高電圧に
なるような雑音が入力し、内部の電気回路を破壊する危
険があることが認識されている。
【0003】そこで、特開2001−127663号公
報においては、図5に示されるようにアンテナ端子1と
スイッチ回路2との間にコンデンサとインダクタンスと
からなるハイパスフィルタ3を接続してスイッチ回路2
の保護を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】携帯電話などの移動体
通信機器においては、年々、小型化が進み、中に収納さ
れるデバイスも小型化が求められている。
【0005】また、上記ハイパスフィルタ3において、
通過帯域外減衰量を大きくしようとすると、コンデンサ
とインダクタンスとを多段に接続しなければならない。
また帯域外減衰量を大きくするために多段に接続する
と、挿入損失が大きくなるだけでなく、デバイスも大き
くなってしまう。従って、ある程度の特性で妥協しなけ
ればならない。
【0006】しかしながら、信号通過帯域近傍の周波数
の高電圧雑音が侵入すると、このハイパスフィルタ3を
通過し、アンテナ端子1に接続したスイッチ回路2に侵
入し、破壊してしまう恐れがある。
【0007】そこで本発明は、たとえ信号通過帯域に近
い周波数の高電圧雑音が侵入したとしても、アンテナ端
子の後に接続された回路を保護することのできる高周波
デバイスを提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下の構成を有するものである。
【0009】本発明の請求項1に記載の発明は、特に、
ダイオード及びバリスタを用いて構成したスイッチを有
する高周波デバイスにおいて、アンテナ端子と前記ダイ
オード間に前記バリスタを並列に接続したものであり、
アンテナ端子から侵入した高電圧雑音をバリスタで吸収
することによりダイオードを含む回路を保護することが
できる。
【0010】本発明の請求項2に記載の発明は、特に、
バリスタを回路基板上に配設したものであり、バリスタ
を有する高周波デバイスを容易に形成することができ
る。
【0011】本発明の請求項3に記載の発明は、特に、
セラミック層と電極層とを交互に積層した積層型のバリ
スタを用いるものであり、所望の特性のバリスタを使用
することができる。
【0012】本発明の請求項4に記載の発明は、特に、
バリスタは回路基板の上に印刷形成したものであり、低
背化を図ることができ、移動体通信機器への適用範囲が
広がるものである。
【0013】本発明の請求項5に記載の発明は、特に、
バリスタを積層セラミック回路基板の内部に構成するも
のであり、生産性良く、低背化を図ることができ、移動
体通信機器への適用範囲が広がるものである。
【0014】本発明の請求項6に記載の発明は、特に、
−10〜75℃における容量変化率が±0.1%以下の
バリスタを用いるものであり、容量変化率が小さいの
で、挿入損失を小さくすることができ安定した特性を有
するものとなる。
【0015】本発明の請求項7に記載の発明は、特に、
比誘電率が30以下のセラミック材料を用いて形成した
バリスタを用いるものであり、静電容量が3pF以下と
小さく、高周波デバイスの特性劣化を抑制することがで
きる。
【0016】本発明の請求項8に記載の発明は、特に、
酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてSi化合物を添加
した材料を用いてバリスタを作製したものであり、静電
容量が3pF以下と小さいものとなる。
【0017】本発明の請求項9に記載の発明は、特に、
セラミック層と内部電極層とを交互に積層したものであ
り、セラミック層は酸化亜鉛を主成分としたものであ
り、内部電極層はAgを主成分とするバリスタを用いる
ものであり、内部電極層として導電率の小さいAgを用
いることにより、挿入損失が小さいものとなる。
【0018】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)以下、実施の形
態1を用いて、本発明の特に請求項1〜3、6〜8に記
載の発明について説明する。
【0019】図1は、実施の形態1における高周波デバ
イスの回路図であり、欧州携帯電話規格のGSM/DC
Sデュアルバンド携帯電話におけるアンテナ共用器とし
て用いることができる。図1において、10はアンテナ
端子、11はアンテナ端子10に接続したダイプレクサ
であり、GSM帯とDCS帯の周波数成分を分波・合波
する。また図1において点線で囲んだ部分の左側は、G
SM帯の周波数成分を取扱う回路(図中A)であり、右
側はDCS帯の周波数成分を取扱う回路(図中B)であ
る。それぞれの回路においては、ダイプレクサ11に
送、受信信号を切り分けるスイッチ13(図中一点鎖線
で囲んだ部分),14を接続し、このスイッチ13,1
4には送信信号の高調波成分を除去するローパスフィル
タ(以下LPFとする)15,16及びそれぞれの帯域
を通過帯域とするSAWフィルタ17,18が接続され
ている。そして各フィルタ15,16,17,18には
端子19,20,21,22が接続されている。
【0020】スイッチ13は、以下の構成を有するもの
である。
【0021】アンテナ端子10と端子23間に直列にダ
イオード30及びインダクタンス31を接続するととも
に、ダイオード30と並列にインダクタンス32とコン
デンサ33の直列回路を接続し、インダクタンス31と
端子23間に並列にコンデンサ34を接続している。ま
たアンテナ端子10とSAWフィルタ17との間には直
列にインダクタンス35を接続するとともに、並列にコ
ンデンサ36、ダイオード37、コンデンサ38、イン
ダクタンス39からなる回路を接続している。そしてダ
イオード30とインダクタンス35との間に並列にバリ
スタ40を接続している。つまりアンテナ端子10とダ
イオード30,37及びSAWフィルタ17との間に並
列にバリスタ40が接続されている。このバリスタ40
はまたグランド端子41にも接続されている。
【0022】図2に本実施の形態1における高周波デバ
イスの断面図を示す。
【0023】図2において、50は積層セラミック回路
基板であり、セラミック層52と導体パターン53とを
交互に積層することにより、内部及び外周面にアンテナ
端子10、ダイプレクサ11(ダイオード56を除
く)、スイッチ13,14(ただしインダクタンス3
2、バリスタ40を除く)、LPF15,16を形成し
ている(図示せず)。そして表面にダイオード56、S
AWフィルタ54及び積層複合素子51を形成し、図1
に示す回路を実現している。
【0024】積層複合素子51は、セラミック層と内部
電極層とが交互に積層された積層体の両端面に外部電極
が形成されたものである。バリスタ40を構成するセラ
ミック層は、比誘電率が30以下と小さいものであり、
具体的には酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてSi化
合物を添加したバリスタ材料を用いて形成したものであ
る。また内部電極層は、導電率の低いAgあるいはAg
を主成分とする金属を用いて形成されたものである。そ
してこのような構成を取ることにより、静電容量が3p
F以下と小さいだけでなく、−10〜75℃における容
量変化率も±0.1%以下と小さいバリスタ40を得る
ことができるのである。
【0025】バリスタ40は、通常使用時にはコンデン
サとして作用し、高電圧雑音が侵入してきたときに、バ
リスタ本来の機能を発揮し、高電圧雑音を除去するので
ある。
【0026】つまり、アンテナ端子10から静電気など
の高電圧雑音が侵入してきた場合、バリスタ40でこの
高電圧雑音を除去し、高電圧雑音の影響を受けやすいダ
イオード30,37及びSAWフィルタ17を保護する
ことができるのである。
【0027】高電圧雑音対策としては、アンテナ端子1
0とダイプレクサ11との間に並列にバリスタを接続し
ても行うことができる。しかしながらバリスタの有する
静電容量が大きく、また温度変化に対する容量変化率が
大きいと、高周波デバイスを構成する他の回路との整合
性を取るのが非常に困難となり、整合性が取れていない
と挿入損失が大きくなり、高周波デバイスの特性が劣化
する。しかしながら本実施の形態1においては、バリス
タ40をコンデンサとしても作用させる構成のため、こ
のバリスタ40の静電容量を考慮して設計することとな
り、他の回路との整合性にも優れたものとなるため、高
電圧雑音の除去はもちろんのこと、挿入損失の小さい高
周波デバイスとなるのである。
【0028】さらに、バリスタ40がコンデンサとして
作用することおよびバリスタ40とインダクタンス32
とを一つの積層部品で構成することにより、積層セラミ
ック回路基板50内に形成する機能を削減することがで
き、小型化を図ることができる。
【0029】なおSAWフィルタ54はSAWフィルタ
17,18を一つのパッケージに収納したものである。
【0030】また本実施の形態1においては、通過周波
数帯域が約900MHzのGSM側の回路にのみバリス
タ40を設け、通過周波数帯域が約1.8GHzのDC
S側の回路には設けていない。これは、ダイプレクサ1
1の回路構成に起因するのである。即ち、図示していな
いがDCS側回路の最もアンテナ端子10に近い部分に
は、インダクタンスとコンデンサによりハイパスフィル
タを形成している。つまり通常周波数が約500MHz
と低い周波数の高電圧雑音が侵入できないようになって
いる。従って、アンテナ端子10の近傍にハイパスフィ
ルタが形成されていないような場合は、本実施の形態1
におけるGSM側の回路と同様に、その静電容量も考慮
した上で、バリスタを並列接続することが望ましい。
【0031】(実施の形態2)以下本実施の形態2を用
いて、本発明の特に請求項4について説明する。
【0032】図3は、本実施の形態2における高周波デ
バイスの上面図である。その回路構成は実施の形態1で
示したものと同様であるので説明を省略する。
【0033】本実施の形態2と実施の形態1との相違点
は、バリスタ40の形状である。
【0034】本実施の形態2においては、バリスタ40
は積層セラミック回路基板50の表面に、実施の形態1
で示したバリスタ材料を印刷し、この上に電極を印刷し
た後、熱処理することにより形成している。
【0035】従って、実施の形態1と比較すると、高周
波デバイスを低背化することができ、移動体通信機器へ
の適用範囲が広がることとなる。
【0036】(実施の形態3)以下、実施の形態3を用
いて、本発明の特に請求項5に記載の発明について説明
する。
【0037】図4は本実施の形態3における高周波デバ
イスの断面図である。その回路構成は実施の形態1で示
したものと同様であるので説明を省略する。
【0038】本実施の形態3と実施の形態1との相違点
は、バリスタ40の形状である。
【0039】本実施の形態3においては、図4に示すよ
うにセラミック層52と導体パターン53を積層し、内
部や外周面にアンテナ端子10、ダイプレクサ11、ス
イッチ13,14、LPF15,16を形成する際、バ
リスタ材料で形成したセラミック層57と内部電極層5
5とを同様に積層することにより、バリスタ40を積層
セラミック回路基板50の内部に形成しているのであ
る。
【0040】従って、実施の形態1と比較すると、高周
波デバイスを低背化することができ、移動体通信機器へ
の適用を広げることができるのはもちろん、積層セラミ
ック回路基板50を形成した後、わざわざ、バリスタ4
0を形成する必要が無いので、生産性に優れたものとな
る。
【0041】なお、上記実施の形態1〜3においては、
GSM/DCSデュアルバンドシステムへの応用を例に
とって示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、たとえばシングルバンド、トリプルバンドであって
も、アンテナ端子から侵入する高電圧雑音に対する対策
の必要なものについては、アンテナ端子と、このアンテ
ナ端子に接続する回路との間に並列にバリスタを接続す
ることにより、同様の効果が得られるものである。
【0042】
【発明の効果】以上本発明によると、たとえ信号通過帯
域に近い周波数の高電圧雑音がアンテナ端子から侵入し
たとしても、後に接続された回路を確実に保護すること
のできる高周波デバイスを提供することができる。さら
に、バリスタを通常使用時にはコンデンサとして作用さ
せることにより挿入損失の小さいものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1〜3における高周波デバ
イスの回路ブロック図
【図2】本発明の実施の形態1における高周波デバイス
の断面図
【図3】本発明の実施の形態2における高周波デバイス
の上面図
【図4】本発明の実施の形態3における高周波デバイス
の断面図
【図5】従来の高周波デバイスの回路図
【符号の説明】
10 アンテナ端子 11 ダイプレクサ 13 スイッチ 14 スイッチ 15 LPF 16 LPF 17 SAWフィルタ 18 SAWフィルタ 19 端子 20 端子 21 端子 22 端子 23 端子 30 ダイオード 31 インダクタンス 32 インダクタンス 33 コンデンサ 34 コンデンサ 35 インダクタンス 36 コンデンサ 37 ダイオード 38 コンデンサ 39 インダクタンス 40 バリスタ 41 グランド端子 50 積層セラミック回路基板 51 積層複合素子 52 セラミック層 53 導体パターン 54 SAWフィルタ 55 内部電極層
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 理穂 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5E034 CB01 DB15 EA08 5K011 AA06 DA21 JA01 KA11

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナ端子と、このアンテナ端子に接
    続したダイプレクサと、このダイプレクサに接続した複
    数のスイッチと、このスイッチに接続したSAWフィル
    タ及びローパスフィルタとを備え、前記スイッチはダイ
    オード及びバリスタを有するものであり、このバルスタ
    は前記ダイオードと前記アンテナ端子間に並列に接続し
    た高周波デバイス。
  2. 【請求項2】 バリスタは回路基板上に配設したもので
    ある請求項1に記載の高周波デバイス。
  3. 【請求項3】 バリスタはセラミック層と電極層とを交
    互に積層した積層素子である請求項2に記載の高周波デ
    バイス。
  4. 【請求項4】 バリスタは印刷形成されたものである請
    求項2に記載の高周波デバイス。
  5. 【請求項5】 バリスタは導電パターンとセラミック層
    とを積層した積層セラミック回路基板の内部に構成され
    たものである請求項1に記載の高周波デバイス。
  6. 【請求項6】 バリスタは−10〜75℃における容量
    変化率が±0.1%以下である請求項1に記載の高周波
    デバイス。
  7. 【請求項7】 バリスタは誘電率が30以下のセラミッ
    ク材料を用いて形成したものである請求項1に記載の高
    周波デバイス。
  8. 【請求項8】 バリスタは酸化亜鉛を主成分とし、副成
    分としてSi化合物を添加したものである請求項7に記
    載の高周波デバイス。
  9. 【請求項9】 バリスタはセラミック層と内部電極層と
    を交互に積層したものであり、セラミック層は酸化亜鉛
    を主成分としたものであり、内部電極層はAgを主成分
    とするものである請求項1に記載の高周波デバイス。
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