JP2021019216A - 増幅器および無線モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】回路面積の増大を抑制しつつ静電気保護およびパッドのオープン検査を実現する。【解決手段】パッド６は、入力信号に応じた無線周波数の信号を出力するためのものであり、外部の基板３上に形成された伝送線路１５に接続される。アンプ７〜９は、入力信号を増幅して出力する。トランス１０の二次巻線１７は、一方の端子がパッド６に接続される。トランス１０〜１２の各一次巻線１６にはアンプ７〜９の出力信号が与えられる。静電気保護部１３は、トランス１２の二次巻線１７の他方の端子に接続される。電流供給部１８は、トランス１２の二次巻線１７の他方の端子からパッド６に向けて検査用電流を供給する電流供給動作を実行することができる。電流検出部１９は、電流供給動作が実行される期間における検査用電流を検出し、その検出結果を表す検出信号Ｓａを出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、無線周波数の信号を出力または入力する増幅器および無線モジュールに関する。

従来、無線周波数の信号などの高周波信号の送受信を行う高周波トランシーバでは、その入力パッドに接続されるローノイズアンプと、その出力パッドに接続されるパワーアンプとを静電気から保護するための工夫が加えられている。なお、本明細書では、ローノイズアンプのことをＬＮＡと省略するとともに、パワーアンプのことをＰＡと省略することがある。このような工夫のうち、代表的なものとしては、ＰＡの出力端子に接続される出力トランスの信号出力側の端子とは異なる端子をグランドに接続する構成、ＬＮＡの入力端子に接続される入力トランスの信号入力側の端子とは異なる端子をグランドに接続する構成などを挙げることができる。

一方、特許文献１には、差動トランスの仮想接地に静電気保護素子、つまりＥＳＤ保護素子を接続する構成が開示されている。このような構成によれば、高周波信号への影響を抑えつつＥＳＤ保護を実現することができる。また、特許文献２には、信号線路をλ／４の伝送線路を介してグランドへ接続することで、高周波信号への影響を抑えつつＥＳＤ保護を実現する構成が開示されている。

特開２０１６−１７１１６３号公報 特許第３６０５１４７号公報

高周波トランシーバでは、その入出力パッドのオープン検査を実施する必要があるが、従来の代表的な構成では、トランスの一端がグランドに接続されていることから、オープン検査を行うことができない。特許文献１の構成では、ＥＳＤ保護素子を接続した箇所に電流検出回路を接続するとともに実装基板側でショートスタブを形成し、電流検出回路側から実装基板へ電流を流すことにより、パッドの接続チェックが可能となる。しかし、特許文献１の構成では、全差動の構成であるため、パッドが２つ必要であるとともに、半導体集積回路、つまりＩＣが実装された基板上に差動−シングル変換回路を設ける必要があり、その結果、回路面積が増大するという別の問題が生じる。

また、特許文献２の構成では、パッドがＩＣ内部でグランドへ接続されているため、基板からＩＣへ電流を流す経路を用いなければならず、その結果、基板上に電流検出回路を準備しなければならなくなるという問題が生じる。また、λ／４の伝送線路は、信号の周波数が例えば８０ＧＨｚである場合には例えば４００μｍといった比較的長い経路となり、その結果、回路面積の増大を招く。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路面積の増大を抑制しつつ静電気保護およびパッドのオープン検査を実現することができる増幅器および無線モジュールを提供することにある。

請求項１に記載の増幅器は、パッド（６）、増幅部（７〜９、１１４〜１１６）、第１インダクタ（１７）、第２インダクタ（１６）、静電気保護部（１３、３２）、電流供給部（１８）および電流検出部（１９）を備える。パッドは、入力信号に応じた無線周波数の信号を出力するためのものであり、外部の基板（３、７２、８２）上に形成された伝送線路（１５、８３）に接続される。増幅部は、入力信号を増幅して出力する。第１インダクタは、一方の端子がパッドに接続される。第２インダクタは、第１インダクタと誘導結合され、増幅部の出力信号が与えられる。静電気保護部は、第１インダクタの他方の端子に接続される。電流供給部は、第１インダクタの他方の端子からパッドに向けて検査用電流を供給する電流供給動作を実行することができる。電流検出部は、電流供給動作が実行される期間における検査用電流を検出し、その検出結果を表す検出信号を出力する。

請求項２に記載の増幅器は、パッド（９４）、第１インダクタ（１０１）、第２インダクタ（１０２）、増幅部（９８〜１００）、静電気保護部（１３、３２）、電流供給部（１８）および電流検出部（１９）を備える。パッドは、無線周波数の信号を入力するためのものであり、外部の基板（３、７２、８２）上に形成された伝送線路（１５、８３）に接続される。第１インダクタは、一方の端子がパッドに接続される。第２インダクタは、第１インダクタと誘導結合されている。増幅部は、第２インダクタの端子の信号を増幅して出力する。静電気保護部は、第１インダクタの他方の端子に接続される。電流供給部は、第１インダクタの他方の端子からパッドに向けて検査用電流を供給する電流供給動作を実行することができる。電流検出部は、電流供給動作が実行される期間における検査用電流を検出し、その検出結果を表す検出信号を出力する。

上記した各構成の増幅器では、第１インダクタの他方の端子は、グランドに接続されていないため、直流的にはオープンの状態となる。そのため、上記各構成によれば、第１インダクタの他方の端子からパッドに向けて検査用電流を供給することが可能となり、その検査用電流の検出結果を表す検出信号に基づいてパッドの接続状態を検出することが可能となる。

また、上記各構成では、第１インダクタの他方の端子には、静電気保護部が接続されているため、パッドを介して外部から侵入する静電気から増幅部、電流供給部、電流検出部などの内部回路を保護することができる。さらに、上記各構成では、全差動の構成にはなっておらず、また、λ／４の伝送線路も含まれていない。したがって、上記した各構成の増幅器によれば、回路面積の増大を抑制しつつ静電気保護およびパッドのオープン検査を実現することができるという優れた効果が得られる。

第１実施形態に係る無線モジュールの構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る増幅器の具体的な構成例を模式的に示す図 第１実施形態に係るＲＦ信号の出力経路の接続チェックの流れを模式的に示す図 第２実施形態に係る増幅器の具体的な構成例を模式的に示す図 第３実施形態に係る増幅器の具体的な構成例を模式的に示す図 第４実施形態に係る増幅器の具体的な構成例を模式的に示す図 第５実施形態に係る増幅器の具体的な構成例を模式的に示す図 第６実施形態に係る無線モジュールの構成を模式的に示す図 第７実施形態に係る無線モジュールの構成を模式的に示す図 第８実施形態に係る無線モジュールの構成を模式的に示す図 第９実施形態に係る無線モジュールの構成を模式的に示す図

以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１〜図３を参照して説明する。

＜全体構成＞
図１に示すように、本実施形態の無線モジュール１は、半導体集積回路２および基板３を備えている。なお、本明細書では、半導体集積回路のことをＩＣと称することがある。この場合、ＩＣ２は、Monolithic Microwave Integrated Circuitである。また、この場合、基板３には、ＩＣ２、無線周波数の信号、より具体的にはミリ波帯の信号を送受信することができるアンテナ４などが実装されている。つまり、無線モジュール１は、ミリ波に対応したミリ波モジュールである。なお、本明細書では、無線周波数の信号のことをＲＦ信号と称することがある。

ＩＣ２は、ＲＦ信号を送信する送信機としての機能を有する。そのため、ＩＣ２には、増幅器５を含む送信機を構成するための各素子が形成されている。なお、ＩＣ２は、これら各素子に加え、ＲＦ信号を受信する受信機を構成するための各素子も形成されたトランシーバとしての機能を有するものであってもよい。増幅器５は、例えばＰＡであり、ＲＦ信号用のパッド６、アンプ７〜９、トランス１０〜１２、静電気保護部１３、検査用回路１４などを備える。

本実施形態では、増幅器５は、３つのアンプ７〜９および３つのトランス１０〜１２を有する構成となっているが、アンプおよびトランスの数はこれに限らずともよい。例えば、増幅器５は、２つ、４つなど複数のアンプと、アンプと同数の複数のトランスとを有する構成でもよいし、１つのアンプと１つのトランスとを有する構成でもよい。パッド６は、アンプ７〜９に入力される入力信号に応じたＲＦ信号を出力するための出力パッドであり、外部の基板３上に形成された伝送線路１５に接続される。

アンプ７〜９は、入力信号を増幅して出力するものであり、増幅部として機能する。トランス１０〜１２は、いずれも、互いに誘導結合された一次巻線１６および二次巻線１７を備えている。アンプ７〜９の各入力端子には、前述した入力信号が与えられる。この場合、各アンプ７〜９に対し、同一の入力信号が与えられるようになっているが、無線モジュール１の用途によっては、各アンプ７〜９に対して互いに異なる入力信号が与えられるようにしてもよい。

アンプ７〜９は、全差動型の構成となっている。アンプ７の各出力端子はトランス１０の一次巻線１６の各端子に接続されており、これにより、アンプ７の出力信号がトランス１０の一次巻線１６に与えられる。アンプ８の各出力端子はトランス１１の一次巻線１６の各端子に接続されており、これにより、アンプ８の出力信号がトランス１１の一次巻線１６に与えられる。アンプ９の各出力端子はトランス１２の一次巻線１６の各端子に接続されており、これにより、アンプ９の出力信号がトランス１２の一次巻線１６に与えられる。このように、本実施形態では、一次巻線１６は、第２インダクタとして機能する。

トランス１０〜１２の各二次巻線１７は、直列接続されており、その直列回路の一方の端子はパッド６に接続され、その直列回路の他方の端子は静電気保護部１３に接続されている。具体的には、トランス１０の二次巻線１７の一方の端子はパッド６に接続され、トランス１０の二次巻線１７の他方の端子はトランス１１の二次巻線１７の一方の端子に接続されている。また、トランス１１の二次巻線１７の他方の端子はトランス１２の二次巻線１７の一方の端子に接続され、トランス１２の二次巻線１７の他方の端子は静電気保護部１３を介して検査用回路１４に接続されている。

このように、本実施形態では、各二次巻線１７の直列回路は、一方の端子がパッド６に接続されるとともに他方の端子が静電気保護部１３に接続されており、第１インダクタとして機能する。このような構成によれば、パッド６に印加された静電気は、トランス１０〜１２の各二次巻線１７を通過し、静電気保護部１３において放電される。つまり、静電気保護部１３は、パッド６を介して侵入する静電気からアンプ７〜９、検査用回路１４などの内部回路を保護する静電気保護を実現するために設けられている。なお、本明細書では、静電気のことをＥＳＤと称することがある。

検査用回路１４は、パッドの接続検査、つまりパッド６オープン検査を行うために設けられた回路であり、電流供給部１８および電流検出部１９を備えている。電流供給部１８は、各二次巻線１７の直列回路の他方の端子からパッド６に向けて、さらには外部の基板３に向けて検査用電流を供給する電流供給動作を実行することができる。電流検出部１９は、電流供給部１８により電流供給動作が実行される期間における検査用電流を検出し、その検出結果を表す検出信号Ｓａを出力する。

この場合、ＩＣ２と基板３との接続にはバンプが使用されている。すなわち、ＩＣ２のパッド６は、バンプ２０を介して基板３上に形成された伝送線路１５に接続される。なお、ＩＣ２と基板３との接続は、バンプを用いたものに限らずともよく、例えばワイヤ、ＩＣ２や基板３自体を貫通するスルーホールビアなどを用いたものでもよい。伝送線路１５には、前述したアンテナ４が接続される。また、伝送線路１５は、基板３上に形成されるλ／４ショートスタブ２１により接地されている。ここで、λは、キャリア周波数の波長を示している。このような構成によれば、λ／４ショートスタブ２１の入力インピーダンスが開放に見え、ＲＦ信号に対してショートスタブの効果の影響を抑えることができる。

上記構成によれば、ＲＦ信号の出力経路は、「ＩＣ２のパッド６→バンプ２０→基板３の伝送線路１５→アンテナ４」という経路となる。また、上記構成によれば、検査用回路１４の電流供給部１８による電流供給動作が実行される期間、検査用電流は、静電気保護部１３、トランス１０〜１２の各二次巻線１７およびパッド６を介してバンプ２０へと印加される。このとき、ＩＣ２と基板３とがバンプ２０を介して正常に接続されていれば、バンプ２０へ印加された検査用電流は、基板３の伝送線路１５およびλ／４ショートスタブ２１を介してグランドへと流れる。

＜増幅器の具体的構成＞
増幅器５の具体的な構成としては、例えば図２に示すような構成を採用することができる。図２に示すように、静電気保護部１３は、２つのダイオードＤ１、Ｄ２を備える。ダイオードＤ１のカソードは例えば５Ｖなどの電源電圧ＶＤＤが供給される電源線Ｌ１に接続され、そのアノードはノードＮ１に接続されている。ダイオードＤ２のカソードはノードＮ１に接続され、そのアノードはグランドに接続されている。ノードＮ１は、トランス１２の二次巻線１７の他方の端子に接続されている。このように、ダイオードＤ２は、各二次巻線１７の直列回路の他方の端子とグランドとの間に接続されたものであり、保護素子に相当する。

上記構成では、トランス１２の二次巻線１７の他方の端子は、静電気保護部１３を介してグランドに接続されている。そして、この場合、ダイオードＤ１、Ｄ２は、それらの接合容量および寄生容量によって静電気保護部１３の入力インピーダンス、つまりノードＮ１とグランドとの間のインピーダンスがゼロになるようなダイオードサイズのものが用いられている。このようにすれば、トランス１２の二次巻線１７の他方の端子が静電気保護部１３を介してグランドに接続されているにもかかわらず、トランス１２の二次巻線１７の他方の端子が直接グランドに接続された構成と同等のＲＦ性能が実現される。

検査用回路１４は、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ１、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ２、抵抗Ｒ１およびアンプ２２を備えている。なお、以下の説明では、ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２のことを単にトランジスタＭ１、Ｍ２と称する。トランジスタＭ１のソースは電源線Ｌ１に接続され、そのドレインは抵抗Ｒ１を介してノードＮ２に接続されている。トランジスタＭ２のドレインはノードＮ２に接続され、そのソースはグランドに接続されている。ノードＮ２は、ノードＮ１に接続されている。

トランジスタＭ１、Ｍ２の各ゲートには、イネーブル信号Ｓｂが与えられている。イネーブル信号Ｓｂは、ＩＣ２の外部から入力される２値の信号である。この場合、イネーブル信号Ｓｂは、パッド６のオープン検査を実施する際に作業者などにより生成される。イネーブル信号Ｓｂは、前述した電流供給動作が実行される期間にはロウレベルとなり、前述した電流供給動作が停止される期間にはハイレベルとなるように制御される。なお、この場合、ロウレベルは、グランドと同等の電圧であり、ハイレベルは電源電圧ＶＤＤと同等の電圧となっている。

アンプ２２の非反転入力端子には抵抗Ｒ１の一方の端子が接続され、アンプ２２の反転入力端子には抵抗Ｒ１の他方の端子が接続されている。これにより、アンプ２２は、抵抗Ｒ１の端子間電圧を増幅した信号、つまり抵抗Ｒ１の端子間電圧に応じた電圧値の信号を出力する。アンプ２２の出力信号は、検査用電流の検出結果を表す検出信号Ｓａとなる。

上記構成によれば、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルになると、トランジスタＭ１がオンするとともにトランジスタＭ２がオフする。これにより、「電源線Ｌ１→オン状態のトランジスタＭ１→抵抗Ｒ１→ノードＮ２→ノードＮ１→各二次巻線１７→パッド６…」という通電経路が形成され、パッド６に向けて検査用電流が供給される、つまり電流供給動作が実行される。このとき、ＩＣ２と基板３とがバンプ２０を介して正常に接続されていれば、検査用電流が正常に流れて抵抗Ｒ１の各端子間に電位差が生じる。そのため、アンプ２２から出力される検出信号Ｓａは、上記電位差に応じた電圧値（≠０Ｖ）の信号となる。

一方、このとき、ＩＣ２と基板３との間の接続に関して断線、接続不良などが生じていると、検査用電流が正常に流れず抵抗Ｒ１の各端子間に電位差が生じない。そのため、アンプ２２から出力される検出信号Ｓａは、ロウレベル（＝０Ｖ）となる。したがって、上記構成では、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルとされる期間、つまり電流供給動作が実行される期間における検出信号Ｓａのレベルに基づいて、ＩＣ２と基板３におけるＲＦ信号の出力経路の接続チェックを行うことが可能となる。

また、上記構成によれば、イネーブル信号Ｓｂがハイレベルになると、トランジスタＭ１がオフするとともにトランジスタＭ２がオンする。これにより、上記通電経路が形成されなくなり、検査用電流の供給が停止される、つまり電流供給動作が停止される。このように、上記構成では、トランジスタＭ１、Ｍ２により電流供給部１８としての機能が実現されているとともに、抵抗Ｒ１およびアンプ２２により電流検出部１９としての機能が実現されている。

上記構成において、検査用電流の電流値は、主に、電源電圧ＶＤＤの電圧値および抵抗Ｒ１の抵抗値に応じて定まる。検査用電流の電流値が大きいほど、ＩＣ２と基板３との接続が正常であるときに抵抗Ｒ１で生じる電位差が大きなものとなることからアンプ２２から出力される検出信号Ｓａの電圧値が高くなる。つまり、検査用電流の電流値が大きいほど、ＲＦ信号の出力経路の接続チェックに関する検出感度が向上する。ただし、検査用電流の電流値をむやみに大きくすることは消費電力の増大に繋がる。そこで、本実施形態では、検出感度および消費電力が予め定められた仕様を満足するような値となるように、検査用電流の電流値、具体的には電源電圧ＶＤＤの電圧値および抵抗Ｒ１の抵抗値が定められている。

次に、上記構成によるＲＦ信号の出力経路の接続チェック、特にはパッド６のオープン検査の流れについて図３を参照して説明する。図３に示すように、最初に実行されるステップＳ１００では、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルとされて電流供給動作が実行される。ステップＳ１００の後は、ステップＳ２００に進み、検出信号Ｓａのレベルに基づいてパッド６がオープンであるか否かが判断される。ここで、パッド６がオープンではない場合、ステップＳ２００で「ＮＯ」となり、ステップＳ３００に進む。ステップＳ３００では、オープン検査の結果が正常である旨を表す正常動作フラグが生成されて出力される。

一方、パッド６がオープンである場合、ステップＳ２００で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４００に進む。ステップＳ４００では、オープン検査の結果が異常である旨を表すエラーフラグが生成されて出力される。ステップＳ３００またはＳ４００の実行後は、ステップＳ５００に進む。ステップＳ５００では、イネーブル信号Ｓｂがハイレベルとされて電流供給動作が停止される。ステップＳ５００の実行後、パッド６のオープン検査に関する一連の処理が終了となる。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態の増幅器５では、トランス１０〜１２の各二次巻線１７の直列回路の他方の端子は、グランドに直接的には接続されていないため、直流的にはオープンの状態となる。そのため、本実施形態の増幅器５によれば、各二次巻線１７の直列回路の他方の端子からパッド６に向けて検査用電流を供給することが可能となり、その検査用電流の検出結果を表す検出信号Ｓａに基づいてパッド６の接続状態を検出することが可能となる。

本実施形態の増幅器５では、各二次巻線１７の直列回路の他方の端子には、静電気保護部１３が接続されているため、パッド６を介して外部から侵入するＥＳＤからアンプ７〜９、検査用回路１４などの内部回路を保護することができる。また、増幅器５は、全差動の構成にはなっておらず、出力はシングルの構成となっていることから、ＲＦ信号の出力用のパッドとして１つのパッド６だけでよい。

さらに、増幅器５には、λ／４の伝送線路も含まれておらず、静電気保護部１３および検査用回路１４を構成する各素子は、λ／４の伝送線路に比べて小さい面積で生成することができる。このようなことから、本実施形態の増幅器５、ひいては増幅器５を備えた無線モジュール１によれば、回路面積の増大を抑制しつつＥＳＤ保護およびパッド６のオープン検査を含むＲＦ信号の出力経路の接続チェックを実現することができるという優れた効果が得られる。

（第２実施形態）
以下、第１実施形態に対し増幅器の具体的な構成が変更された第２実施形態について、図４を参照して説明する。
図４に示すように、本実施形態の増幅器３１が備える静電気保護部３２は、図２に示した第１実施形態の静電気保護部１３に対し、抵抗Ｒ２およびＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ３が追加されている点などが異なる。なお、以下の説明では、ＭＯＳトランジスタＭ３のことを単にトランジスタＭ３と称する。

抵抗Ｒ２は、ノードＮ１とノードＮ２との間に接続されている。つまり、抵抗Ｒ２は、トランス１０〜１２の各二次巻線１７の直列回路の他方の端子に接続されている。トランジスタＭ３のドレインは抵抗Ｒ２を介してノードＮ１に接続されている。トランジスタＭ３のソースおよびゲートは、いずれもグランドに接続されている。この場合、電流供給部１８（トランジスタＭ１、Ｍ２）は、抵抗Ｒ１だけでなく、抵抗Ｒ２も介して検査用電流を供給する構成となっている。

上記構成では、検査用電流の電流値は、主に、電源電圧ＶＤＤの電圧値、抵抗Ｒ１の抵抗値および抵抗Ｒ２の抵抗値に応じて定まる。そこで、本実施形態では、検出感度および消費電力が予め定められた仕様を満足するような値となるように、検査用電流の電流値、具体的には電源電圧ＶＤＤの電圧値、抵抗Ｒ１の抵抗値および抵抗Ｒ２の抵抗値が定められている。

以上説明した本実施形態によっても第１実施形態などと同様の効果が得られる。また、本実施形態の静電気保護部３２は、静電気保護部１３が備える２つのダイオードＤ１、Ｄ２に加え、抵抗Ｒ２およびトランジスタＭ３を備えた回路構成となっている。このような回路構成の静電気保護部３２によれば、人体モデルであるＨＢＭの試験方法に対応したＥＳＤだけでなく、デバイス帯電モデルであるＣＤＭの試験方法に対応したＥＳＤからも、アンプ７〜９、検査用回路１４などの内部回路を保護することができる。

（第３実施形態）
以下、第２実施形態に対し増幅器の具体的な構成が変更された第３実施形態について、図５を参照して説明する。なお、第１実施形態に対して同様の変更を加えることも可能である。
図５に示すように、本実施形態の増幅器４１は、第２実施形態の増幅器３１に対し、キャパシタＣ１が追加されている点などが異なる。キャパシタＣ１は、ノードＮ１とグランドとの間に接続されている。つまり、キャパシタＣ１は、保護素子に相当するダイオードＤ２と並列接続されている。

以上説明した本実施形態によっても第１実施形態などと同様の効果が得られる。また、本実施形態の増幅器４１では、トランス１０〜１２の各二次巻線１７の直列回路の他方の端子とグランドとの間に、つまり静電気保護部３２のグランド側に設けられたダイオードＤ２と並列に、キャパシタＣ１が接続されている。このような構成によれば、静電気保護部３２の入力インピーダンスを一層低下させることができ、その結果、ＲＦ性能を一層向上することができる。

（第４実施形態）
以下、第３実施形態に対し増幅器の具体的な構成が変更された第４実施形態について図６を参照して説明する。なお、第１実施形態または第２実施形態に対して同様の変更を加えることも可能である。
本実施形態の増幅器５１は、図５に示した第３実施形態の増幅器４１に対し、検査用回路１４に代えて検査用回路５２を備えている点などが異なる。

検査用回路５２は、検査用回路１４に対し、抵抗Ｒ１およびアンプ２２に代えてコンパレータ５３を備えている点などが異なる。この場合、トランジスタＭ１のドレインは、直接ノードＮ２に接続されている。コンパレータ５３の入力端子は、ノードＮ２に接続されている。コンパレータ５３は、入力信号と所定の基準電位とを比較し、その比較結果に応じた２値の信号を検出信号Ｓｃとして出力する。なお、上記基準電位としては、例えば電源電圧ＶＤＤの電圧値（例えば５Ｖ）とグランドの電圧値（例えば０Ｖ）との間の任意の電圧値（例えば２．５Ｖ）とすることができる。

上記構成によれば、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルになって電流供給動作が実行される期間において、ＩＣ２と基板３とがバンプ２０を介して正常に接続されていれば、検査用電流が正常に流れることから、コンパレータ５３への入力信号はロウレベル（例えば０Ｖ）になる。そのため、コンパレータ５３から出力される検出信号Ｓｃは、ロウレベルとなる。

一方、このとき、ＩＣ２と基板３との間の接続に関して断線、接続不良などが生じていると、検査用電流が正常に流れないことから、コンパレータ５３への入力信号はハイレベル（例えば５Ｖ）になる。そのため、コンパレータ５３から出力される検出信号Ｓｃは、ハイレベルとなる。したがって、上記構成では、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルとされる期間、つまり電流供給動作が実行される期間における検出信号Ｓｃのレベルに基づいて、ＩＣ２と基板３におけるＲＦ信号の出力経路の接続チェックを行うことが可能となる。

このように、コンパレータ５３から出力される検出信号Ｓｃは、電流供給動作が実行される期間における検査用電流を検出した検出結果を表す信号となる。したがって、上記構成では、コンパレータ５３により電流検出部１９としての機能が実現されている。上記構成において、検査用電流の電流値は、主に、電源電圧ＶＤＤの電圧値および抵抗Ｒ２の抵抗値に応じて定まる。

ただし、この場合、検査用電流が流れるか否かに応じてレベルが変化する２値の検出信号Ｓｃに基づいてＲＦ信号の出力経路の接続チェックを行うことができる構成となっているため、その検出感度は、検査用電流の電流値の大きさに依存しない。したがって、この場合、電源電圧ＶＤＤの電圧値および抵抗Ｒ２の抵抗値は、検出感度の仕様に関係なく、他の条件（例えばＥＳＤ保護に関する仕様など）を考慮して適切な値に設定することができる。

以上説明した本実施形態によっても第１実施形態などと同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば次のような効果が得られる。すなわち、上記各実施形態の構成では、検査用電流の電流値に応じて電圧値が変化するアナログ信号である検出信号Ｓａに基づいてＲＦ信号の出力経路の接続チェックを行うようになっていた。そのため、上記各実施形態の構成では、検査用電流を大きくしなければ、接続チェックの検出精度（検出感度）が低くなるおそれがあった。

これに対し、本実施形態によれば、検査用電流が流れるか否かに応じてレベルが変化する２値の信号である検出信号Ｓｃに基づいてＲＦ信号の出力経路の接続チェックを行うようになっていることから、検査用電流を大きくしなくとも検出感度の向上を図ることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、上記各実施形態の構成に比べ、検出感度を容易に高めることができるという効果が得られる。

（第５実施形態）
以下、第３実施形態に対し増幅器の具体的な構成が変更された第５実施形態について図７を参照して説明する。なお、第１実施形態または第２実施形態に対して同様の変更を加えることも可能である。
本実施形態の増幅器６１は、図５に示した第３実施形態の増幅器４１に対し、検査用回路１４に代えて検査用回路６２を備えている点などが異なる。

検査用回路６２は、Ｐチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ１１〜Ｍ１３、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ１４、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３、電流源６３およびアンプ６４を備えている。なお、以下の説明では、ＭＯＳトランジスタＭ１１〜Ｍ１４のことを単にトランジスタＭ１１〜Ｍ１４と称する。トランジスタＭ１１のソースは電源線Ｌ１に接続され、そのドレインは電流源６３を介してグランドに接続されている。

また、トランジスタＭ１１のドレインは、そのゲートに接続されている。電流源６３は、検査用電流に対応する一定の電流を出力するものであり、その電流出力動作は、イネーブル信号Ｓｂにより実行される。具体的には、電流源６３は、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルであるときに電流出力動作を実行するとともに、イネーブル信号Ｓｂがハイレベルであるときに電流出力動作を停止する。

トランジスタＭ１２のソースは電源線Ｌ１に接続され、そのドレインは、抵抗Ｒ１１を介してノードＮ１１に接続されている。トランジスタＭ１２のゲートは、トランジスタＭ１１のゲートに接続されている。抵抗Ｒ１２は、ノードＮ１１とグランドとの間に接続されている。トランジスタＭ１３のソースは電源線Ｌ１に接続され、そのドレインは抵抗Ｒ１３を介してノードＮ１２に接続されている。ノードＮ１２は、静電気保護部３２の抵抗Ｒ２を介してノードＮ１に接続されている。

トランジスタＭ１４のドレインは、ノードＮ１１に接続されている。トランジスタＭ１４のソースおよびゲートは、いずれもグランドに接続されている。アンプ６４の反転入力端子はノードＮ１１に接続され、その非反転入力端子はノードＮ１２に接続されている。アンプ６４の出力信号は、検査用電流の検出結果を表す検出信号Ｓｄとして出力される。アンプ６４の動作は、イネーブル信号Ｓｂにより制御される。具体的には、アンプ６４は、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルであるときに動作を実行するとともに、イネーブル信号Ｓｂがハイレベルであるときに動作を停止する。

トランジスタＭ１２およびＭ１３は、チャネル幅Ｗとチャネル長Ｌの比である形状比（Ｗ／Ｌ）が同一の値となるように設計されている。抵抗Ｒ１１およびＲ１３は、抵抗値が同一の値となるように設計されている。トランジスタＭ１４および静電気保護部３２のトランジスタＭ３は、形状比（Ｗ／Ｌ）が同一の値となるように設計されている。抵抗Ｒ１２および静電気保護部３２の抵抗Ｒ２は、抵抗値が同一の値となるように設計されている。

上記構成によれば、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルになると、電流源６３による電流出力動作が実行される。これにより、トランジスタＭ１１、Ｍ１２およびＭ１３には、電流源６３の出力電流に応じた電流が流れる。そのため、「電源線Ｌ１→トランジスタＭ１３→抵抗Ｒ１３→ノードＮ１２→抵抗Ｒ２→ノードＮ１→各二次巻線１７→パッド６…」という第１通電経路が形成され、パッド６に向けて検査用電流が供給される、つまり電流供給動作が実行される。また、このとき、「電源線Ｌ１→トランジスタＭ１２→抵抗Ｒ１１→ノードＮ１１→抵抗Ｒ１２→グランド」という第２通電経路が形成され、検査用電流と同等の基準電流がグランドに向けて流される。

ここで、ＩＣ２と基板３とがバンプ２０を介して正常に接続されていれば、検査用電流が正常に流れる。なお、基準電流は、ＩＣ２と基板３との接続状態に関係なく、電流源６３による電流出力動作が実行されることにより流れるようになっている。そのため、ＩＣ２と基板３とがバンプ２０を介して正常に接続されていれば、アンプ６４への各入力信号は、いずれもロウレベル（例えば０Ｖ）となり、アンプ６４から出力される検出信号Ｓｄは、ロウレベルとなる。

一方、ＩＣ２と基板３との間の接続に関して断線、接続不良などが生じていると、検査用電流が正常に流れないことから、アンプ６４の非反転入力端子への入力信号がハイレベル（例えば５Ｖ）になる。そのため、アンプ６４から出力される検出信号Ｓｄは、ハイレベルとなる。したがって、上記構成では、イネーブル信号Ｓｂがロウレベルとされる期間、つまり電流供給動作が実行される期間における検出信号Ｓｄのレベルに基づいて、ＩＣ２と基板３におけるＲＦ信号の出力経路の接続チェックを行うことが可能となる。

また、上記構成によれば、イネーブル信号Ｓｂがハイレベルになると、電流源６３およびアンプ６４の動作が停止されるため、検査用電流の供給、つまり電流供給動作が停止されるとともに検出信号Ｓｄはロウレベル（＝０Ｖ）となる。このように、上記構成では、トランジスタＭ１１、Ｍ１３、抵抗Ｒ１３および電流源６３により電流供給部１８としての機能が実現されているとともに、トランジスタＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１４、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、電流源６３およびアンプ６４により電流検出部１９としての機能が実現されている。

この場合、電流検出部１９を構成する各素子のうち、トランジスタＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１４、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２および電流源６３により、検査用電流と同等の基準電流を流す基準電流供給部６５が構成されている。そして、この場合、電流検出部１９を構成する各素子のうち、アンプ６４は、検査用電流および基準電流の差に基づいて検査用電流を検出する構成となっている。

以上説明した本実施形態によっても第１実施形態などと同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば次のような効果が得られる。すなわち、第２実施形態または第３実施形態の構成では、検査用電流の電流値は、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２の各抵抗値に大きく依存して定まるようになっていた。そのため、上記構成では、抵抗Ｒ１、Ｒ２のばらつきによって、接続チェックの検出精度（検出感度）が変化する可能性があった。これに対し、本実施形態では、検査用電流の電流値は、主に電流源６３の出力電流の値により定まるようになっているため、抵抗のばらつきなどに起因して検出感度が変化する問題が生じることはない。

（第６実施形態）
以下、第１実施形態に対し基板側の構成が変更された第６実施形態について図８を参照して説明する。なお、他の実施形態に対して同様の変更を加えることも可能である。
本実施形態の無線モジュール７１が備える基板７２は、図１に示した第１実施形態の基板３に対し、λ／４ショートスタブ２１に代えてチョークコイル７３を備えている点などが異なる。この場合、伝送線路１５は、チョークコイル７３により接地される。

以上説明した本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。なお、伝送線路１５を接地するために、第１実施形態などのようにλ／４ショートスタブ２１を用いる構成と、本実施形態のようにチョークコイル７３を用いる構成とには、それぞれにメリットがある。

まず、第１実施形態などのようにλ／４ショートスタブ２１を用いる構成では、ＲＦ信号の周波数が低くなればなるほど、その線路の長さが長くなり、例えば８０ＧＨｚでは４００μｍ程度であるものが１ＧＨｚでは７ｃｍ５ｍｍという非常に長い長さとなる。ただし、λ／４ショートスタブ２１は、高周波でも高い性能を示すものを容易に製作することができる。したがって、λ／４ショートスタブ２１を用いた第１実施形態などの構成は、取り扱う信号の周波数が高い用途、つまり高周波用途に適している。

これに対し、本実施形態のようにチョークコイル７３を用いる構成では、ＲＦ信号の周波数に関係なく、そのサイズを小さく抑えることができる。ただし、チョークコイル７３は、一般に、高周波での特性が良好なものがあまり存在しない。したがって、チョークコイル７３を用いた本実施形態の構成は、取り扱う信号の周波数が低い用途、つまり低周波用途に適している。

（第７実施形態）
以下、第１実施形態に対し基板側の構成が変更された第７実施形態について図９を参照して説明する。なお、他の実施形態に対して同様の変更を加えることも可能である。
本実施形態の無線モジュール８１が備える基板８２では、互いに異なる層に形成された２つの伝送線路８３、８４がスルーホールビア８５により接続されている。この場合、ＩＣ２のパッド６は、バンプ２０を介して伝送線路８３に接続される。そして、伝送線路８４には、同じ層に形成されるアンテナ８６が接続される。また、伝送線路８４は、同じ層に形成されるλ／４ショートスタブ８７により接地されている。

以上説明した本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態によれば、次のような効果も得られる。すなわち、上記構成によれば、ＲＦ信号の出力経路は、「ＩＣ２のパッド６→バンプ２０→基板８２の伝送線路８３→スルーホールビア８５→伝送線路８４→アンテナ８６」という経路となる。また、上記構成によれば、電流供給動作が実行されたとき、ＲＦ信号の出力経路に接続不良などが無ければ、バンプ２０へ印加された検査用電流は、基板８２の伝送線路８３、スルーホールビア８５、伝送線路８４およびλ／４ショートスタブ８７を介してグランドへと流れる。したがって、本実施形態によれば、パッド６のオープン検査に加え、基板８２のスルーホールビア８５などの接続不良についても確認することができる。

（第８実施形態）
以下、第１実施形態に対しＩＣ側の構成が変更された第８実施形態について図１０を参照して説明する。なお、他の実施形態に対して同様の変更を加えることも可能である。
本実施形態の無線モジュール９１が備えるＩＣ９２は、ＲＦ信号を受信する受信機としての機能を有する。そのため、ＩＣ９２には、増幅器９３を含む受信機を構成するための各素子が形成されている。

なお、ＩＣ９２は、これら各素子に加え、ＲＦ信号を送信する送信機を構成するための各素子も形成されたトランシーバとしての機能を有するものであってもよい。この場合、基板側の構成については変更がないため、その図示は省略している。増幅器９３は、例えばＬＮＡであり、ＲＦ信号用のパッド９４、トランス９５〜９７およびアンプ９８〜１００を備える。また、増幅器９３は、第１実施形態の増幅器５と同様の静電気保護部１３および検査用回路１４を備えている。

本実施形態では、増幅器９３は、３つのトランス９５〜９７および３つのアンプ９８〜１００を有する構成となっているが、トランスおよびアンプの数はこれに限らずともよい。例えば、増幅器９３は、２つ、４つなど複数のトランスと、トランスと同数の複数のアンプとを有する構成でもよいし、１つのトランスと１つのアンプとを有する構成でもよい。パッド９４は、ＲＦ信号を入力するための入力パッドであり、外部の基板３上に形成された伝送線路１５に接続される。

トランス９５〜９７は、いずれも、互いに誘導結合された一次巻線１０１および二次巻線１０２を備えている。トランス９５〜９７の各一次巻線１０１は、直列接続されており、その直列回路の一方の端子はパッド９４に接続され、その直列回路の他方の端子は静電気保護部１３に接続されている。具体的には、トランス９５の一次巻線１０１の一方の端子はパッド９４に接続され、トランス９５の一次巻線１０１の他方の端子はトランス９６の一次巻線１０１の一方の端子に接続されている。また、トランス９６の一次巻線１０１の他方の端子はトランス９７の一次巻線１０１の一方の端子に接続され、トランス９７の一次巻線１０１の他方の端子は静電気保護部１３を介して検査用回路１４に接続されている。

このように、本実施形態では、各一次巻線１０１の直列回路は、一方の端子がパッド９４に接続されるとともに他方の端子が静電気保護部１３に接続されており、第１インダクタとして機能する。このような構成によれば、パッド９４に印加されたＥＳＤは、トランス９５〜９７の各一次巻線１０１を通過し、静電気保護部１３において放電される。つまり、本実施形態によっても、第１実施形態と同様のＥＳＤ保護を実現することができる。

アンプ９８〜１００は、全差動型の構成となっている。アンプ９８の各入力端子はトランス９５の二次巻線１０２の各端子に接続されており、これにより、トランス９５の二次巻線１０２の信号がアンプ９８に与えられる。アンプ９９の各入力端子はトランス９６の二次巻線１０２の各端子に接続されており、これにより、トランス９６の二次巻線１０２の信号がアンプ９９に与えられる。

アンプ１００の各入力端子はトランス９７の二次巻線１０２の各端子に接続されており、これにより、トランス９７の二次巻線１０２の信号がアンプ１００に与えられる。このように、アンプ９８〜１００は、トランス９５〜９７の各二次巻線１０２の端子の信号を増幅して出力するようになっており、増幅部として機能する。また、本実施形態では、トランス９５〜９７の各二次巻線１０２が、第２インダクタとして機能する。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
本実施形態の増幅器９３では、トランス９５〜９７の各一次巻線１０１の直列回路の他方の端子は、グランドに直接的には接続されていないため、直流的にはオープンの状態となる。そのため、本実施形態の増幅器９３によれば、各一次巻線１０１の直列回路の他方の端子からパッド９４に向けて検査用電流を供給することが可能となり、その検査用電流の検出結果を表す検出信号Ｓａに基づいてパッド９４の接続状態を検出することが可能となる。

本実施形態の増幅器９３では、各一次巻線１０１の直列回路の他方の端子には、静電気保護部１３が接続されているため、パッド９４を介して外部から侵入するＥＳＤからアンプ９８〜１００、検査用回路１４などの内部回路を保護することができる。また、増幅器９３は、全差動の構成にはなっておらず、入力はシングルの構成となっていることから、ＲＦ信号の入力用のパッドとして１つのパッド９４だけでよい。

さらに、増幅器９３には、λ／４の伝送線路も含まれておらず、静電気保護部１３および検査用回路１４を構成する各素子は、λ／４の伝送線路に比べて小さい面積で生成することができる。このようなことから、本実施形態の増幅器９３、ひいては増幅器９３を備えた無線モジュール９１によれば、回路面積の増大を抑制しつつＥＳＤ保護およびパッド９４のオープン検査を含むＲＦ信号の出力経路の接続チェックを実現することができるという優れた効果が得られる。

（第９実施形態）
以下、第１実施形態に対しＩＣ側の構成が変更された第９実施形態について図１１を参照して説明する。なお、他の実施形態に対して同様の変更を加えることも可能である。
本実施形態の無線モジュール１１１が備えるＩＣ１１２は、第１実施形態のＩＣ２に対し、増幅器５に代えて増幅器１１３を備えている点が異なる。増幅器１１３は、増幅器５に対し、アンプ７〜９に代えてアンプ１１４〜１１６を備えている点などが異なる。この場合、基板側の構成については変更がないため、その図示は省略している。

アンプ１１４〜１１６は、アンプ７〜９と同様、入力信号を増幅して入力するものであり、増幅部として機能する。ただし、アンプ１１４〜１１６は、シングルエンドの構成となっている。アンプ１１４の出力端子は、トランス１０の一次巻線１６の一方の端子に接続されており、これにより、アンプ１１４の出力信号がトランス１０の一次巻線１６に与えられる。トランス１０の一次巻線１６の他方の端子は、グランドに接続される。

アンプ１１５の出力端子はトランス１１の一次巻線１６の一方の端子に接続されており、これにより、アンプ１１５の出力信号がトランス１１の一次巻線１６に与えられる。アンプ１１６の出力端子はトランス１２の一次巻線１６の一方の端子に接続されており、これにより、アンプ１１６の出力信号がトランス１２の一次巻線１６に与えられる。この場合、トランス１０〜１２の各一次巻線１６の他方の端子は、グランドに接続される。このような本実施形態の構成によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
静電気保護部、電流供給部および電流検出部の具体的な構成は、上記各実施形態において例示したものに限らず、同様の機能を実現できる構成であれば適宜変更することができる。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１、７１、８１、９１、１１１…無線モジュール、２、９２、１１２…半導体集積回路、３、７２、８２…基板、４、８６…アンテナ、５、３１、４１、５１、６１、９３、１１３…増幅器、６、９４…パッド、７〜９、９８〜１００、１１４〜１１６…アンプ、１３、３２…静電気保護部、１５、８３…伝送線路、１６…一次巻線、１７…二次巻線、１８…電流供給部、１９…電流検出部、６５…基準電流供給部、１０１…一次巻線、１０２…二次巻線、Ｃ１…キャパシタ、Ｄ２…ダイオード、Ｒ２…抵抗。

Claims (5)

1. 入力信号に応じた無線周波数の信号を出力するためのものであり、外部の基板（３、７２、８２）上に形成された伝送線路（１５、８３）に接続されるパッド（６）と、
   前記入力信号を増幅して出力する増幅部（７〜９、１１４〜１１６）と、
   一方の端子が前記パッドに接続される第１インダクタ（１７）と、
   前記第１インダクタと誘導結合され、前記増幅部の出力信号が与えられる第２インダクタ（１６）と、
   前記第１インダクタの他方の端子に接続された静電気保護部（１３、３２）と、
   前記第１インダクタの他方の端子から前記パッドに向けて検査用電流を供給する電流供給動作を実行することができる電流供給部（１８）と、
   前記電流供給動作が実行される期間における前記検査用電流を検出し、その検出結果を表す検出信号を出力する電流検出部（１９）と、
   を備える増幅器。
2. 無線周波数の信号を入力するためのものであり、外部の基板（３、７２、８２）上に形成された伝送線路（１５、８３）に接続されるパッド（９４）と、
   一方の端子が前記パッドに接続される第１インダクタ（１０１）と、
   前記第１インダクタと誘導結合された第２インダクタ（１０２）と、
   前記第２インダクタの端子の信号を増幅して出力する増幅部（９８〜１００）と、
   前記第１インダクタの他方の端子に接続された静電気保護部（１３、３２）と、
   前記第１インダクタの他方の端子から前記パッドに向けて検査用電流を供給する電流供給動作を実行することができる電流供給部（１８）と、
   前記電流供給動作が実行される期間における前記検査用電流を検出し、その検出結果を表す検出信号を出力する電流検出部（１９）と、
   を備える増幅器。
3. 前記静電気保護部は、前記第１インダクタの他方の端子とグランドとの間に接続された保護素子（Ｄ２）を含む構成であり、
   さらに、前記保護素子と並列接続されたキャパシタ（Ｃ１）を備える請求項１または２に記載の増幅器。
4. 前記静電気保護部（３２）は、前記第１インダクタの他方の端子に接続される抵抗（Ｒ２）を備え、
   前記電流供給部は、前記抵抗を介して前記検査用電流を供給する構成であり、
   前記電流検出部は、前記検査用電流と同等の基準電流を流す基準電流供給部（６５）を備え、前記検査用電流および前記基準電流の差に基づいて前記検査用電流を検出する請求項１から３のいずれか一項に記載の増幅器。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の増幅器が形成された半導体集積回路（２、９２、１１２）と、
   前記半導体集積回路および無線周波数の信号を送受信するためのアンテナ（４、８６）が実装された基板（３、７２、８２）と、
   を備えた無線モジュール。

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