JP2003283362A - アンテナスイッチモジュール及びそれを用いた移動体通信機器 - Google Patents

アンテナスイッチモジュール及びそれを用いた移動体通信機器

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JP2003283362A
JP2003283362A JP2002078376A JP2002078376A JP2003283362A JP 2003283362 A JP2003283362 A JP 2003283362A JP 2002078376 A JP2002078376 A JP 2002078376A JP 2002078376 A JP2002078376 A JP 2002078376A JP 2003283362 A JP2003283362 A JP 2003283362A
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fet
switch module
capacitor
antenna switch
surge
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JP2002078376A
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Hiroshi Kushitani
洋 櫛谷
Hiroki Satou
祐己 佐藤
Katsuji Tara
勝司 多良
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体通信機器において、耐圧が高く大電圧
の信号の流れる機器で使用できるアンテナスイッチモジ
ュールを提供することを目的とする。 【解決手段】 アンテナ端子1に第1のFET2の一端
を接続し他端を出力端子に接続し、前記第1のFETと
出力端子の間に第2のFET4の一端を接続し他端を第
1のサージ吸収コンデンサ5を介して接地し、かつ前記
第1のFET2がON状態の時は第2のFET4をOF
F状態に制御する、もしくは前記第1のFET2がOF
F状態の時は第2のFET4をON状態に制御する回路
を少なくとも1つ以上有し、前記第1および第2のFE
Tを複数層からなる積層体の上面に搭載し前記第1のサ
ージ吸収コンデンサ5を前記積層体の表面もしくは内部
に設けたものである。

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
体通信機器に用いられるアンテナスイッチモジュール及
びそれを用いた移動体通信機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、携帯電話などの移動体通信機器に
用いられるアンテナスイッチモジュールは、図19に示
すように1つのICベアチップ47にFETとサージ吸
収コンデンサが形成され、このICベアチップ47は凹
型のパッケージ46に金ワイヤ48で超音波ボンディン
グにより実装され、蓋49で覆われている。パッケージ
46の裏面にはアンテナ、RF、FETのバイアス、電
源、グランドなどの電極50を形成して構成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】移動体通信機器のアン
テナを通してサージなどの大電圧の信号が流れた場合、
ICベアチップ47の内部に形成しているサージ吸収コ
ンデンサの耐電圧が低くアンテナスイッチモジュールが
破壊するという不具合があった。
【0004】このように、従来のアンテナスイッチモジ
ュールを使用する場合、無線周波数部分の回路を構成す
るために前記アンテナスイッチモジュールに加えサージ
対策としてバリスタなどの電圧依存性素子やサージ吸収
コンデンサなどの直流電流遮断素子が必要となってい
た。このため回路構成が大きくなり部品点数が増え形状
が大きくなり、基板上の配線などによる損失も大きくな
るという課題を有していた。
【0005】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、アンテナからのサージなどによる高電圧かつ大電
流の信号が流れても破壊されないアンテナスイッチモジ
ュール及びそれを用いた移動体通信機器を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のアンテナスイッ
チモジュールは、アンテナ端子に第1のFETの一端が
接続され他端が出力端子に接続され、第1のFETと出
力端子の間に第2のFETの一端が接続され他端が第1
のサージ吸収コンデンサを介して接地され、第1のFE
TがON状態の時は第2のFETがOFF状態に制御さ
れ、上記第1のFETがOFF状態の時は第2のFET
がON状態に制御される回路を少なくとも1つ以上有す
るアンテナスイッチモジュールであって、前記第1およ
び第2のFETを複数層からなる積層体の上面に搭載し
前記第1のサージ吸収コンデンサを前記積層体の表面も
しくは内部に設けたものである。
【0007】上記構成によれば高電圧かつ大電流の信号
が流れても破壊しないアンテナスイッチモジュールを提
供することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、アンテナ端子に第1のFETの一端が接続され他端
が出力端子に接続され、第1のFETと出力端子の間に
第2のFETの一端が接続され他端が第1のサージ吸収
コンデンサを介して接地され、第1のFETがON状態
の時は第2のFETがOFF状態に制御され、前記第1
のFETがOFF状態の時は第2のFETがON状態に
制御される回路を少なくとも1つ以上有するアンテナス
イッチモジュールであって、前記第1および第2のFE
Tを複数層からなる積層体の上面に搭載し前記第1のサ
ージ吸収コンデンサを前記積層体の表面もしくは内部に
設けたアンテナスイッチモジュールであり、コンデンサ
の耐圧が高いのでサージなどの大電圧かつ大電流の信号
からFETを保護できる作用を有する。
【0009】本発明の請求項2に記載の発明は、アンテ
ナ端子と第1のFETの一端との間に第2のサージ吸収
コンデンサが接続され、この第2のサージ吸収コンデン
サを前記積層体の表面もしくは内部に設けた請求項1に
記載のアンテナスイッチモジュールであり、アンテナ端
子において直流成分を遮断でき、かつ第2のサージ吸収
コンデンサの耐圧が高いのでサージなどの大電圧かつ大
電流の信号からFETを保護できる作用を有する。
【0010】本発明の請求項3に記載の発明は、アンテ
ナ端子と第1のFETの一端との間に第2のサージ吸収
コンデンサが接続され、この第2のサージ吸収コンデン
サと第1のFETの一端との間に第3のサージ吸収コン
デンサの一端が接続され、この第3のサージ吸収コンデ
ンサの他端が接地された回路とし、この第3のサージ吸
収コンデンサを前記積層体の表面もしくは内部に設けた
アンテナスイッチモジュールであり、第3のサージ吸収
コンデンサの耐圧が高いのでサージなどの大電圧かつ大
電流の信号からFETを保護できる作用を有する。
【0011】本発明の請求項4に記載の発明は、出力端
子と第1のFETの他端および第2のFETの一端との
間に第4のサージ吸収コンデンサを接続し、この第4の
サージ吸収コンデンサを積層体の表面もしくは内部に設
けたアンテナスイッチモジュールであり、アンテナ端子
において直流成分を遮断でき、かつ第4のサージ吸収コ
ンデンサの耐圧が高いのでサージなどの大電圧かつ大電
流の信号からFETを保護できる作用を有する。
【0012】本発明の請求項5に記載の発明は、出力端
子と第1のFETの他端および第2のFETの一端との
間に第4のサージ吸収コンデンサを接続し、この第4の
サージ吸収コンデンサと第1のFETの他端および第2
のFETの一端との間に第5のサージ吸収コンデンサの
一端を接続し、この第5のサージ吸収コンデンサの他端
が接地された回路とし、この第5のサージ吸収コンデン
サを前記積層体の表面もしくは内部に設けたアンテナス
イッチモジュールであり、第5のサージ吸収コンデンサ
の耐圧が高いのでサージなどの大電圧かつ大電流の信号
からFETを保護できる作用を有する。
【0013】本発明の請求項6に記載の発明は、アンテ
ナ端子と第1のFETの一端との間に第2のサージ吸収
コンデンサが接続され、第2のサージ吸収コンデンサと
第1のFETの一端との間に第3のサージ吸収コンデン
サの一端が接続され、前記第3のサージ吸収コンデンサ
の他端が接地された回路とし前記第2のサージ吸収コン
デンサと第1のFETの一端との間に第3のサージ吸収
コンデンサと並列に第1のインダクタの一端が接続さ
れ、この第1のインダクタの他端を接地した構成とする
アンテナスイッチモジュールであり、第3のサージ吸収
コンデンサの容量によって不整合となったアンテナ端子
におけるインピーダンスを整合する作用を有する。
【0014】本発明の請求項7に記載の発明は、出力端
子と第1のFETの他端および第2のFETの一端との
間に第4のサージ吸収コンデンサを接続し、第4のサー
ジ吸収コンデンサと第1のFETの他端および第2のF
ETの一端との間に第5のサージ吸収コンデンサの一端
を接続し、この第5のサージ吸収コンデンサの他端が接
地された回路とし、前記第4のサージ吸収コンデンサと
第1のFETの他端および第2のFETの一端との間に
第5のサージ吸収コンデンサと並列に第2のインダクタ
の一端が接続され、前記第2のインダクタの他端を接地
した構成とするアンテナスイッチモジュールであり、第
4のサージ吸収コンデンサの容量によって不整合となっ
た出力端子におけるインピーダンスを整合する作用を有
する。
【0015】本発明の請求項8に記載の発明は、第1か
ら第5のサージ吸収コンデンサは2つの電極で構成さ
れ、ビアホールを介して前記電極の一方が第1のFET
の他端および第2のFETの一端に接続され、他方がビ
アホールを介して積層体の裏面に設けられた電極を介し
て接地された構造を有するアンテナスイッチモジュール
であり、スクリーン印刷などの工法が採用できるので積
層体を薄くできる作用を有する。
【0016】本発明の請求項9に記載の発明は、サージ
吸収コンデンサを形成する電極の上側および下側に形成
される層の誘電率よりもサージ吸収コンデンサを構成す
る電極間に形成される層の誘電率が高い構成とするアン
テナスイッチモジュールであり、サージ吸収コンデンサ
の容量を大きくできる作用を有する。
【0017】本発明の請求項10に記載の発明は、サー
ジ吸収コンデンサを構成する電極間に形成される層が電
圧依存性材料で構成したアンテナスイッチモジュールで
あり、大電圧の信号を消費できるのでFETを保護する
機能を向上させる作用を有する。
【0018】本発明の請求項11に記載の発明は、サー
ジ吸収コンデンサを構成する電極の接地側の電極を複数
層からなる積層体の中央層に形成したアンテナスイッチ
モジュールであり、積層体を平滑に構成できる作用を有
する。
【0019】本発明の請求項12に記載の発明は、サー
ジ吸収コンデンサを構成する電極の接地されている方の
電極が積層体の最下面に形成したアンテナスイッチモジ
ュールであり、内層電極パターンが削減できるので積層
体の強度を向上できる作用を有する。
【0020】本発明の請求項13に記載の発明は、アン
テナと一端がこのアンテナに接続されたアンテナスイッ
チモジュールとアンテナスイッチモジュールと接続し特
定の周波数の電流だけを通過させる受信フィルタおよび
この受信フィルターに接続されたLNAおよび受信端子
と前記アンテナスイッチモジュールに直列に接続された
送信フィルターとPAおよび送信端子からなる移動体通
信器であり、移動体通信機器のサージ対策を向上させる
作用を有する。
【0021】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図18を用いて説明する。
【0022】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1におけるアンテナスイッチモジュールの回路図であ
る。アンテナスイッチモジュールはアンテナ端子1に第
1のFET2のドレイン端子を接続しかつソース端子に
出力端子3を接続し、第1のFET2のソース端子と出
力端子3の間に第2のFET4のドレイン端子を接続し
かつソース端子を第1のサージ吸収コンデンサ5を介し
て接地した回路で構成されている。
【0023】また図2は本実施の形態1におけるアンテ
ナスイッチモジュールの分解斜視図である。図2におい
て、アンテナスイッチモジュールはアルミナを主成分と
するセラミックのグリーンシート6,9,11を積層し
た後、焼成した積層体で構成している。
【0024】グリーンシート6の上面には積層間や上下
面の電気的な接続をするためAgやPdなどの金属導体
からなるビア51を形成している。そしてこのビア51
を電気的に絶縁するための面積を残して全面を高融点金
属であるAgやPdからなる導体を印刷し電極8を形成
している。
【0025】グリーンシート6の下面には第1のFET
2のバイアスを印加するための電極7h、アンテナと接
続するための電極7a、アンテナスイッチモジュールの
信号を出力するための電極7c、第2のFET4のバイ
アスを印加するための電極7dが形成されている。
【0026】さらに高周波的にグランドの安定化を図
り、マザー基板との接続において落下強度を確保する為
に裏面の四角形の対角線のコーナー部分および隣接する
辺の中央部にグランドの電極7g,7e,7f,7bを
形成している。
【0027】このようにグリーンシート6の下面に形成
した各電極7a,7b,7c,7d,7e,7f,7
g,7hはグリーンシート6の上部に形成したグリーン
シート9,11の各回路パターンからの各信号を個々の
グリーンシート6,9,11に形成したビア51によっ
て電気的に接続している。
【0028】グリーンシート9の上面には電極10を配
置し、グリーンシート11の上面に第1のFET2およ
び第2のFET4を半田を用いて接続し実装を行ってい
る。
【0029】なお、FET2,4をベアチップ化しワイ
ヤーボンディングによる金−金の接続やACFによる異
方導伝性樹脂による接続を行うことで更に小型化するこ
とが可能である。
【0030】第1のFET2は一端がビア51で電極7
aに接続され、他端がビア51で電極7cに接続される
とともに第2のFET4と接続される。第2のFET4
の他端はビア51で電極10と接続され、電極10はグ
リーンシート9を介して電極8と対向して図1に示す第
1のサージ吸収コンデンサ5を形成する。電極8はビア
51によって電極7b,7e,7fを介して接地され
る。
【0031】以上のように構成されたアンテナスイッチ
モジュールについて、その動作を以下に説明する。電極
7hに正の電圧VD[V]、電極7dに0[V]のバイ
アス電圧を印加すると、第1のFET2のゲート端子に
おける電位(以下、VG1とする)がVD[V]、または
第2のFET4のゲート端子における電位(以下、VG 2
とする)が0[V]となる。このとき第1のFET2の
ソース端子における電位(以下、VS1とする)と第2の
FET4のドレイン端子における電位(以下、VD2とす
る)は同じであるから、これらの端子における電位の関
係は式1のようになる。
【0032】 VD=VG1>VS1=VD2>VG2=0 …(式1) 第1のFET2においてゲート端子とソース端子の間は
順バイアスとなり、第2のFET4においてドレイン端
子とゲート端子の間は逆バイアスとなるので、流れる電
流が同じであることを考えれば、第1のFET2におけ
るゲート端子とソース端子の間の電位差(以下、V
G1-S1とする)と第2のFET4におけるドレイン端子
とソース端子の間の電位差(以下、VD2-S2とする)の
関係は式2のようになる。
【0033】 VG1-S1≪VD2-S2 …(式2) また第2のFET4においてドレイン端子とゲート端子
の間は逆バイアスであるため流れる電流は極めて微小で
あるので、 VS1=VD2 …(式3) であることからVD2は式4で表される。
【0034】 VD2≒VD …(式4) 第2のFET4のソース端子において、式4およびVG2
=0が成立するので、第2のFET4のゲート端子とド
レイン端子の間には空乏層が広がった状態となる。この
空乏層の広がりは第2のFET4のソース端子側へは第
2のFET4のゲート端子とソース端子の間がピンチオ
フするところまで広がる。また第2のFET4のソース
端子は第1のサージ吸収コンデンサ5によりグランドと
絶縁されているので、第2のFET4のソース端子にお
ける電位(以下、VS2とする)は第2のFET4のピン
チオフ電圧(以下、VP2とする)と等しくなる。
【0035】これらの結果、第1のFET2はON状態
となり第2のFET4はOFF状態となるのでアンテナ
端子1から入力した信号は出力端子3から出力される。
【0036】同様に、電極7hに0[V]、電極7dに
正の電圧VD[V]のバイアス電圧を印加すると、VG1
が0[V]、またVG2がVD[V]となる。このときV
D2とVS1は同じであるから、これらの端子における電位
の関係は式5のようになる。
【0037】 VD=VG2>VD2=VS1>VG1=0 …(式5) 第2のFET4においてゲート端子とドレイン端子の間
は順バイアスとなり、第1のFET2においてソース端
子とゲート端子の間は逆バイアスとなるので、流れる電
流が同じであることを考えれば、第2のFET4におけ
るゲート端子とドレイン端子の間の電位差(以下、V
G2-D2とする)と第1のFET2におけるソース端子と
ドレイン端子の間の電位差(以下、VS1-D1とする)の
関係は式6のようになる。
【0038】 VG2-D2≪VS1-D1 …(式6) また第2のFET4のソース端子は第1のサージ吸収コ
ンデンサ5によりグランドと絶縁されており、かつ第1
のFET2においてソース端子とゲート端子の間は逆バ
イアスであるため流れる電流は極めて微小であるので、 VD2=VS1 …(式7) であることからVS1は式8で表される。
【0039】 VS1≒VD …(式8) 第1のFET2のドレイン端子において、式8およびV
G1=0が成立するので、第1のFET2のゲート端子と
ドレイン端子の間には空乏層が広がった状態となる。こ
の空乏層の広がりは第1のFET2のドレイン端子側へ
は第1のFET2のゲート端子とドレイン端子の間がピ
ンチオフするところまで広がる。従って、第1のFET
2のドレイン端子における電位(以下、VD1とする)は
第1のFET2のピンチオフ電圧(以下、VP1とする)
と等しくなる。
【0040】これらの結果、第1のFET2はOFF状
態となり第2のFET4はON状態となる。アンテナ端
子1から入力した信号はその大部分が減衰しかつわずか
に通過する信号も第2のFET4側に流れることにな
り、アンテナ端子1と出力端子3の間の高周波的なアイ
ソレーションを大きくできるので信号が流れない。従っ
て外部からの正電位基準電位印加バイアスがない場合の
1入力1出力型のスイッチとして機能する。
【0041】また上記スイッチを動作させるために必要
な第1のサージ吸収コンデンサ5の容量値は通常3[p
F]もあれば十分であるが、耐サージ電圧としては0.
3[KV]程度である。そこで本構成の第1のサージ吸
収コンデンサ5は積層体内に平行平板型のサージ吸収コ
ンデンサとして構成することで、その電極間隔および面
積を任意に設計でき要求される耐サージ電圧に対応する
ことができる。
【0042】一例として誘電率が7.4の積層体を用い
た場合、第1のサージ吸収コンデンサ5の電極間隔を2
5[μm]とし、電極面積を1.15[mm2]とする
ことで5.2[pF]を実現できる。このように形成し
た第1のサージ吸収コンデンサ5は6[KV]のサージ
に対して絶縁破壊が起きないことを確認している。
【0043】以上のように本実施の形態1のアンテナス
イッチモジュールはサージなどの大電圧の信号が入力し
た場合でも正常なスイッチ動作を保証できる1入力1出
力型のアンテナスイッチモジュールとして動作すること
ができる。
【0044】なお、本実施の形態1の第1のサージ吸収
コンデンサは積層体内に形成した電極で構成している
が、これはチップ部品を用いて積層体の上面にFETの
ように実装して構成してもよい。この場合はサージ吸収
コンデンサの容量を大きくする効果がある。
【0045】さらに上記サージ吸収コンデンサはバリス
タのような電圧依存性抵抗素子とすることが望ましい。
この場合は大電圧の信号を電圧依存性抵抗素子で熱に変
換して消費できるのでFETを保護する機能を向上させ
る効果がある。
【0046】なお、本実施の形態1のアンテナスイッチ
モジュールは1入力1出力型であるが、これは図3に示
すように本構成のアンテナスイッチモジュール12が複
数個あって、複数個のアンテナスイッチモジュール12
のアンテナ端子13をそれぞれ共通端子14に接続し、
共通端子を図3に示す回路全体のアンテナ端子とし、複
数個あるアンテナスイッチモジュール12の出力端子1
5をそのまま図3に示す回路全体の出力端子とした構成
としてもよい。この場合は1入力n出力型(nは2以上
の正の整数)のアンテナスイッチモジュールとして動作
し、かつサージなどからアンテナスイッチモジュールを
保護する効果がある。
【0047】さらに上記1入力n出力型のアンテナスイ
ッチモジュールにおいて、サージ吸収コンデンサの接地
される側の電極を共通とすることが望ましい。この場合
は各サージ吸収コンデンサを形成する電極パターン数を
削減できるので積層体を簡単に構成できる効果がある。
【0048】なお、本実施の形態1の電極8は積層体の
比較的下方に形成しているが、これは積層体の中央もし
くはその近傍に形成してもよい。この場合は積層体を平
滑にする効果がある。
【0049】なお、本実施の形態1の電極8は積層体の
比較的下方に形成しているが、これは積層体の最下面に
形成してもよい。この場合は内層電極が削減できるので
積層体の強度を向上する効果がある。また、裏面電極と
ともにメッキ工法などの採用により製造コストを削減で
きる効果がある。
【0050】なお、本実施の形態1の積層体は一定の誘
電率で形成されているが、これはグリーンシート9の誘
電率をグリーンシート6およびグリーンシート11の誘
電率よりも高い材料で形成してもよい。この場合はサー
ジ吸収コンデンサ5の容量を大きくする効果がある。
【0051】なお、本実施の形態1の積層体は同材質の
材料で形成されているが、これはグリーンシート9を電
圧依存性材料で形成してもよい。この場合は大電圧の信
号を電圧依存性材料で熱に変換して消費できるのでFE
T2,4を保護する機能を向上させる効果がある。
【0052】なお、本実施の形態1の積層体の同材質の
材料で形成されているが、これはグリーンシート9を主
成分が酸化亜鉛セラミックとなる材料で形成してもよ
い。この場合も大電圧の信号を酸化亜鉛セラミックによ
り熱に変換して消費できるのでFET2,4を保護する
機能を向上させる効果があり、かつ誘電率が高いのでサ
ージ吸収コンデンサ5の容量を大きくする効果がある。
【0053】なお、本実施の形態1の積層体は同材質の
材料で形成されているが、これはグリーンシート9を主
成分が酸化亜鉛セラミックでビスマス系材料もしくはア
ンチモン系材料を含む材料で形成してもよい。この場合
はFET2,4を保護する機能を調整する効果がある。
【0054】なお、本実施の形態1は積層体上にFET
2,4を実装して構成しているが、これは内部に形成さ
れる電極と同時焼成できる誘電体上にFET2,4を実
装して構成してもよい。この場合はアンテナスイッチモ
ジュールを小型化できる効果がある。
【0055】なお、本実施の形態1の積層体の種類およ
びその作製方法にはさまざまなものがあり、本発明はこ
れらの細部に限定されるものでない。
【0056】なお、本実施の形態1においてFET2,
4はスイッチとして用いているので、ドレイン端子とソ
ース端子を逆に接続しても同様の効果が得られる。
【0057】なお、本実施の形態1のFET2,4の実
装方法にはさまざまなものがあり、本発明はこれらの細
部に限定されるものではない。
【0058】(実施の形態2)図4は本発明の実施の形
態2におけるアンテナスイッチモジュールの回路図であ
る。また図5は本発明の実施の形態2におけるアンテナ
スイッチモジュールの分解斜視図である。図4において
アンテナスイッチモジュールはアンテナ端子1と第1の
FET2のドレイン端子との間に第2のサージ吸収コン
デンサ16を接続している。図5においてグリーンシー
ト9とグリーンシート11の間にグリーンシート18を
形成し、グリーンシート9の上面に電極10と電極17
を配置してビア51を介して裏面電極7aと接続し、グ
リーンシート18の上面に電極19を配置してビア51
を介して第1のFET2のゲート端子と接続している。
そして電極17はグリーンシート18を介して電極19
と対向して第2のサージ吸収コンデンサ16を形成す
る。
【0059】アンテナ端子1からサージなどによる大電
圧の信号を入力した場合、その信号の大部分を占める直
流近傍の成分は積層体に形成した第2のサージ吸収コン
デンサ16に蓄えられることにより第1のFET2およ
び第2のFET4には大電圧が加わらず、FET2,4
は破壊されずアンテナスイッチモジュールとして安定な
動作が確保される。
【0060】その他は基本的に実施の形態1において説
明したアンテナスイッチモジュールと同じであるので、
同一部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0061】以上のように本実施の形態2のアンテナス
イッチモジュールはアンテナ端子1からサージなどによ
る大電圧の信号が入力した場合、実施の形態1に加えさ
らに正常なスイッチ動作を保証できる1入力1出力型の
アンテナスイッチモジュールとして動作することができ
る。
【0062】なお、本実施の形態2のスイッチ回路は1
入力1出力型であるが、図6に示すように1入力n出力
型のアンテナスイッチモジュールの共通端子14の先に
サージ吸収コンデンサ20を形成し、各アンテナスイッ
チモジュール12の共通の第2のサージ吸収コンデンサ
としてもよい。
【0063】この場合も同様にサージなどからアンテナ
スイッチモジュールを保護できる効果があることは言う
までも無い。
【0064】(実施の形態3)図7は本発明の実施の形
態3におけるアンテナスイッチモジュールの回路図であ
る。また図8は本発明の実施の形態3におけるアンテナ
スイッチモジュールの分解斜視図である。図7において
アンテナスイッチモジュールは第2のサージ吸収コンデ
ンサ16と第1のFET2のドレイン端子との間に第3
のサージ吸収コンデンサ21を接続している。図8にお
いてグリーンシート9の上面に電極10および電極17
と電極22を配置してビア51を介して第1のFET2
のドレイン端子と接続している。電極22はグリーンシ
ート9を介して電極8と対向して第3のサージ吸収コン
デンサ21を形成する。また第3のサージ吸収コンデン
サ21は積層体内に形成しているのでその耐圧を高くす
ることができる。アンテナ端子からサージなどによる大
電圧の信号が入力した場合、その大部分を占める直流近
傍成分は積層体に形成した第2のサージ吸収コンデンサ
16および第3のサージ吸収コンデンサ21に蓄えられ
ることにより第1のFET2および第2のFET4には
大電圧が加わらず、FET2,4は破壊されずアンテナ
スイッチモジュールとして安定な動作が確保される。
【0065】その他は基本的に実施の形態1において説
明したアンテナスイッチモジュールと同じであるので、
同一部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0066】なお、本実施の形態3のスイッチ回路は1
入力1出力型であるが、図9に示すように1入力n出力
型のアンテナスイッチモジュールの共通端子14の先に
サージ吸収コンデンサ20を形成し、このサージ吸収コ
ンデンサ20と共通端子14の間にサージ吸収コンデン
サ23の一端を接続し他端を接地し、各アンテナスイッ
チモジュール12に共通に第2のサージ吸収コンデンサ
および第3のサージ吸収コンデンサとした回路で構成し
てもよい。この場合も同様にサージなどからアンテナス
イッチモジュールを保護する効果がある。
【0067】なお、本実施の形態3は第2のサージ吸収
コンデンサ16の他端に第3のサージ吸収コンデンサ2
1の一端と第1のFET2の一端を接続して構成されて
いるが、これは図10に示すように第2のサージ吸収コ
ンデンサ16と第1のFET2の一端との間に第3のサ
ージ吸収コンデンサ21と並列に第1のインダクタ24
の一端が接続され他端を接地し、その第1のインダクタ
ンス24を調整して第3のサージ吸収コンデンサ21の
容量とで所望の周波数帯域において共振するように構成
してもよい。この場合は第3のサージ吸収コンデンサの
容量によって不整合となったアンテナ端子1におけるイ
ンピーダンスを整合できる効果がある。
【0068】さらに上記第1のインダクタ24はチップ
部品で形成してもよいし内層電極で形成してもよい。前
者の場合はチップ部品を積層体上に搭載し、内層電極で
形成した回路とビア51で接続することにより、電極パ
ターンを簡単に設計できる効果がある。また後者の場合
はアンテナスイッチモジュールのコストを低減できる効
果がある。
【0069】さらに上記1入力n出力型のアンテナスイ
ッチモジュールにおいて、サージ吸収コンデンサ23と
各アンテナスイッチモジュール12におけるサージ吸収
コンデンサの接地される側の電極を共通とすることが望
ましい。この場合はサージ吸収コンデンサを形成する電
極パターン数を削減できるので積層体を簡単に構成でき
る効果がある。
【0070】(実施の形態4)図11は本発明の実施の
形態4におけるアンテナスイッチモジュールの回路図で
ある。また図12は本発明の実施の形態4におけるアン
テナスイッチモジュールの分解斜視図である。図11に
おいてアンテナスイッチモジュールは出力端子3と第1
のFET2のソース端子および第2のFET4のドレイ
ン端子との間に第4のサージ吸収コンデンサ25を接続
している。図12においてグリーンシート9とグリーン
シート11の間にグリーンシート18を形成し、グリー
ンシート9の上面に電極10と電極26を配置してビア
51を介して電極7cと接続し、グリーンシート18の
上面に電極27を配置してビア51を介して第1のFE
T2のソース端子および第2のFET4のドレイン端子
と接続している。電極26はグリーンシート18を介し
て電極27と対向して第4のサージ吸収コンデンサ25
を形成する。
【0071】出力端子3からサージなどにより大電圧の
信号が入力した場合、その大部分を占める直流近傍成分
は積層体に形成した第4のサージ吸収コンデンサ25に
蓄えられるので第1のFET2および第2のFET4は
破壊されずアンテナスイッチモジュールとして安定な動
作が確保される。
【0072】また第4のサージ吸収コンデンサ25は第
1のサージ吸収コンデンサ5と同様で積層体内に平行平
板型のサージ吸収コンデンサとして形成しており、その
電極間隔および面積の設計の自由度を大きくすることが
できる。
【0073】以上のように本実施の形態4のアンテナス
イッチモジュールは大電圧の信号が入力した場合、正常
なスイッチ動作を保証できる1入力1出力型のアンテナ
スイッチモジュールとして動作するので、サージなどか
らアンテナスイッチモジュールを保護できる。
【0074】その他は基本的に実施の形態1において説
明したアンテナスイッチモジュールと同じであるので、
同一部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0075】なお、本実施の形態4のスイッチ回路は1
入力1出力型であるが、図13に示すように1入力n出
力型の各アンテナスイッチモジュール12の出力端子の
先にそれぞれサージ吸収コンデンサ28を形成してもよ
い。この場合も同様にサージなどからアンテナスイッチ
モジュールを保護できる効果がある。
【0076】(実施の形態5)図14は本発明の実施の
形態5におけるアンテナスイッチモジュールの回路図で
ある。また図15は本発明の実施の形態5におけるアン
テナスイッチモジュールの分解斜視図である。図14に
おいてアンテナスイッチモジュールは第4のサージ吸収
コンデンサ25と第1のFET2のソース端子および第
2のFET4のドレイン端子との間に第5のサージ吸収
コンデンサ29を接続している。図15においてグリー
ンシート9の上面に電極10および電極26と電極30
を配置してビア51を介して第1のFET2のソース端
子および第2のFET4のドレイン端子と接続してい
る。電極30はグリーンシート9を介して電極8と対向
して第5のサージ吸収コンデンサ29を形成する。また
第5のサージ吸収コンデンサ29は積層体内に平行平板
型のサージ吸収コンデンサとして形成しており、その電
極間隔および面積の設計の自由度を大きくできる。
【0077】出力端子3からサージなどによる大電圧の
信号が入力した場合、その大部分を占める直流近傍成分
は積層体に形成した第4のサージ吸収コンデンサ25お
よび第5のサージ吸収コンデンサ29に蓄えられるので
第1のFET2および第2のFET4は破壊されずアン
テナスイッチモジュールとして安定な動作が確保され
る。
【0078】その他は基本的に実施の形態1において説
明したアンテナスイッチモジュールと同じであるので、
同一部分には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
【0079】以上のように本実施の形態5のアンテナス
イッチモジュールは大電圧の信号が入力した場合、正常
なスイッチ動作を保証できる1入力1出力型のアンテナ
スイッチモジュールとして動作するので、サージなどか
らアンテナスイッチモジュールを保護できる。
【0080】なお、本実施の形態5のスイッチ回路は1
入力1出力型であるが、図16に示すように1入力n出
力型の各アンテナスイッチモジュール12の出力端子の
先にサージ吸収コンデンサ28を形成し、かつ前記サー
ジ吸収コンデンサ28と出力端子15との間にサージ吸
収コンデンサ31の一端を接続し他端を接地した回路で
構成してもよい。この場合も同様にサージなどからアン
テナスイッチモジュールを保護できる効果がある。
【0081】なお、本実施の形態5は第1のFET2の
他端および第2のFET4の一端に第4のサージ吸収コ
ンデンサ25の一端と第5のサージ吸収コンデンサ29
の一端を接続して構成されているが、これは図17に示
すように第1のFET2の他端および第2のFET4の
一端と第4のサージ吸収コンデンサ25の一端との間に
第5のサージ吸収コンデンサ29と並列に第2のインダ
クタ32の一端が接続され他端を接地し、その第2のイ
ンダクタ32のインダクタンスと第5のサージ吸収コン
デンサ25の容量とを調整することで所望の周波数帯域
において共振するように構成してもよい。この場合は第
5のサージ吸収コンデンサ29の容量によって不整合と
なったアンテナ端子1におけるインピーダンスを整合で
きる効果がある。
【0082】さらに上記第2のインダクタ32はチップ
部品で形成してもよいし内層電極で形成してもよい。前
者の場合はチップ部品を積層体上に搭載し、内層電極で
形成した回路とビア51で接続することにより、電極パ
ターンを簡単に設計できる効果がある。また後者の場合
はアンテナスイッチモジュールのコストを低減できる効
果がある。
【0083】さらに上記1入力n出力型のアンテナスイ
ッチモジュールにおいて、各サージ吸収コンデンサの接
地される側の電極を共通とすることが望ましい。この場
合はサージ吸収コンデンサを形成する電極数を削減でき
るので積層体を簡単に構成できる効果がある。
【0084】なお、図18に示すようにアンテナ33に
アンテナスイッチモジュール34を接続し、このアンテ
ナスイッチモジュール34に送信フィルタ35および受
信フィルタ36を接続し送信フィルタ35に送信端子3
9が接続されたPA37を接続し、受信フィルタ36に
受信端子40を接続したLNA38を接続して構成した
移動体通信機器において、アンテナスイッチモジュール
34が本実施の形態1、2、3、4もしくは5のアンテ
ナスイッチモジュールを用いることにより、サージなど
の大電圧の信号が入力した場合でも正常なスイッチ動作
を保証できてサージ対策部品を削除できるので、結果と
して移動体通信機器を小型化できる効果がある。
【0085】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アンテナ
端子に第1のFETの一端を接続し他端を出力端子に接
続し、前記第1のFETと出力端子の間に第2のFET
の一端を接続し他端を第1のサージ吸収コンデンサを介
して接地し、かつ前記第1のFETがON状態の時は第
2のFETをOFF状態に制御する、もしくは前記第1
のFETがOFF状態の時は第2のFETをON状態に
制御する回路を少なくとも1つ以上有し、前記第1およ
び第2のFETを複数層からなる積層体の上面に搭載し
前記第1のサージ吸収コンデンサを前記積層体の表面も
しくは内部に設けたものであり、上記構成によれば高電
圧かつ大電流の信号が流れても破壊しない小型のアンテ
ナスイッチモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるアンテナスイッ
チモジュールの回路図
【図2】本発明の実施の形態1におけるアンテナスイッ
チモジュールの分解斜視図
【図3】本発明の実施の形態1におけるアンテナスイッ
チモジュールの別の構成例を示す図
【図4】本発明の実施の形態2におけるアンテナスイッ
チモジュールの回路図
【図5】本発明の実施の形態2におけるアンテナスイッ
チモジュールの分解斜視図
【図6】本発明の実施の形態2におけるアンテナスイッ
チモジュールの別の構成例を示す図
【図7】本発明の実施の形態3におけるアンテナスイッ
チモジュールの回路図
【図8】本発明の実施の形態3におけるアンテナスイッ
チモジュールの分解斜視図
【図9】本発明の実施の形態3におけるアンテナスイッ
チモジュールの別の構成例を示す図
【図10】本発明の実施の形態3におけるアンテナスイ
ッチモジュールの別の構成例を示す図
【図11】本発明の実施の形態4におけるアンテナスイ
ッチモジュールの回路図
【図12】本発明の実施の形態4におけるアンテナスイ
ッチモジュールの分解斜視図
【図13】本発明の実施の形態4におけるアンテナスイ
ッチモジュールの別の構成例を示す図
【図14】本発明の実施の形態5におけるアンテナスイ
ッチモジュールの回路図
【図15】本発明の実施の形態5におけるアンテナスイ
ッチモジュールの分解斜視図
【図16】本発明の実施の形態5におけるアンテナスイ
ッチモジュールの別の構成例を示す図
【図17】本発明の実施の形態5におけるアンテナスイ
ッチモジュールの別の構成例を示す図
【図18】本実施の形態のアンテナスイッチモジュール
を用いた移動体通信機器のブロック図
【図19】従来例における高周波複合スイッチモジュー
ルの分解斜視図
【符号の説明】
1,13 アンテナ端子 2 第1のFET 3,15 出力端子 4 第2のFET 5 第1のサージ吸収コンデンサ 6,9,11,18 グリーンシート 7a,7b,7c,7d,7e,7f,7g,7h 電
極 8,10,17,19,22,26,27,30,50
電極 12 アンテナスイッチモジュール 14 共通端子 16 第2のサージ吸収コンデンサ 20,23,28,31 サージ吸収コンデンサ 21 第3のサージ吸収コンデンサ 24 第1のインダクタ 25 第4のサージ吸収コンデンサ 29 第5のサージ吸収コンデンサ 32 第2のインダクタ 33 アンテナ 34 アンテナスイッチモジュール 35 送信フィルタ 36 受信フィルタ 37 PA 38 LNA 39 送信端子 40 受信端子 46 パッケージ 47 ICベアチップ 48 ワイヤ 49 蓋 51 ビア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多良 勝司 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) 5K011 DA02 DA21 JA01 KA11 KA18

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナ端子に第1のFETの一端が接
    続され他端が出力端子に接続され、第1のFETと出力
    端子の間に第2のFETの一端が接続され他端が第1の
    サージ吸収コンデンサを介して接地され、第1のFET
    がON状態の時は第2のFETがOFF状態に制御さ
    れ、前記第1のFETがOFF状態の時は第2のFET
    がON状態に制御される回路を少なくとも1つ以上有す
    るアンテナスイッチモジュールであって、前記第1およ
    び第2のFETを複数層からなる積層体の上面に搭載し
    前記第1のサージ吸収コンデンサを前記積層体の表面も
    しくは内部に設けたアンテナスイッチモジュール。
  2. 【請求項2】 アンテナ端子と第1のFETの一端との
    間に第2のサージ吸収コンデンサが接続され、この第2
    のサージ吸収コンデンサを前記積層体の表面もしくは内
    部に設けた請求項1に記載のアンテナスイッチモジュー
    ル。
  3. 【請求項3】 アンテナ端子と第1のFETの一端との
    間に第2のサージ吸収コンデンサが接続され、この第2
    のサージ吸収コンデンサと第1のFETの一端との間に
    第3のサージ吸収コンデンサの一端が接続され、この第
    3のサージ吸収コンデンサの他端が接地された回路と
    し、この第3のサージ吸収コンデンサを前記積層体の表
    面もしくは内部に設けた請求項2に記載のアンテナスイ
    ッチモジュール。
  4. 【請求項4】 出力端子と第1のFETの他端および第
    2のFETの一端との間に第4のサージ吸収コンデンサ
    を接続し、この第4のサージ吸収コンデンサを積層体の
    表面もしくは内部に設けた請求項1に記載のアンテナス
    イッチモジュール。
  5. 【請求項5】 出力端子と第1のFETの他端および第
    2のFETの一端との間に第4のサージ吸収コンデンサ
    を接続し、この第4のサージ吸収コンデンサと第1のF
    ETの他端および第2のFETの一端との間に第5のサ
    ージ吸収コンデンサの一端を接続し、この第5のサージ
    吸収コンデンサの他端が接地された回路とし、この第5
    のサージ吸収コンデンサを前記積層体の表面もしくは内
    部に設けた請求項4に記載のアンテナスイッチモジュー
    ル。
  6. 【請求項6】 アンテナ端子と第1のFETの一端との
    間に第2のサージ吸収コンデンサが接続され、第2のサ
    ージ吸収コンデンサと第1のFETの一端との間に第3
    のサージ吸収コンデンサの一端が接続され、前記第3の
    サージ吸収コンデンサの他端が接地された回路とし前記
    第2のサージ吸収コンデンサと第1のFETの一端との
    間に第3のサージ吸収コンデンサと並列に第1のインダ
    クタの一端が接続され、この第1のインダクタの他端を
    接地した構成とする請求項3に記載のアンテナスイッチ
    モジュール。
  7. 【請求項7】 出力端子と第1のFETの他端および第
    2のFETの一端との間に第4のサージ吸収コンデンサ
    を接続し、第4のサージ吸収コンデンサと第1のFET
    の他端および第2のFETの一端との間に第5のサージ
    吸収コンデンサの一端を接続し、この第5のサージ吸収
    コンデンサの他端が接地された回路とし、前記第4のサ
    ージ吸収コンデンサと第1のFETの他端および第2の
    FETの一端との間に第5のサージ吸収コンデンサと並
    列に第2のインダクタの一端が接続され、前記第2のイ
    ンダクタの他端を接地した構成とする請求項5に記載の
    アンテナスイッチモジュール。
  8. 【請求項8】 第1から第5のサージ吸収コンデンサは
    2つの電極で構成され、ビアホールを介して前記電極の
    一方が第1のFETの他端および第2のFETの一端に
    接続され、他方がビアホールを介して積層体の裏面に設
    けられた電極を介して接地された構造を有する請求項1
    から5のいずれかに記載のアンテナスイッチモジュー
    ル。
  9. 【請求項9】 サージ吸収コンデンサを形成する電極の
    上側および下側に形成される層の誘電率よりもサージ吸
    収コンデンサを構成する電極間に形成される層の誘電率
    が高い構成とする請求項1から5のいずれかに記載のア
    ンテナスイッチモジュール。
  10. 【請求項10】 サージ吸収コンデンサを構成する電極
    間に形成される層が電圧依存性材料で構成した請求項1
    から5のいずれかに記載のアンテナスイッチモジュー
    ル。
  11. 【請求項11】 サージ吸収コンデンサを構成する電極
    の接地側の電極を複数層からなる積層体の中央層に形成
    した請求項1から5のいずれかに記載のアンテナスイッ
    チモジュール。
  12. 【請求項12】 サージ吸収コンデンサを構成する電極
    の接地されている方の電極が積層体の最下面に形成した
    請求項1から5のいずれかに記載のアンテナスイッチモ
    ジュール。
  13. 【請求項13】 アンテナと一端がこのアンテナに接続
    されたアンテナスイッチモジュールとアンテナスイッチ
    モジュールと接続し特定の周波数の電流だけを通過させ
    る受信フィルタおよびこの受信フィルターに接続された
    LNAおよび受信端子と前記アンテナスイッチモジュー
    ルに直列に接続された送信フィルターとPAおよび送信
    端子からなる移動体通信器で請求項1から7のいずれか
    に記載のアンテナスイッチモジュールを設けた移動体通
    信機器。
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