JP2021175053A - 高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】差動増幅型の電力増幅器を有するマルチバンド対応の小型の高周波モジュールを提供する。【解決手段】高周波モジュール１は、主面９１ａおよび９１ｂを有するモジュール基板９１と、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａと、電力増幅器１０Ａに接続された出力トランス１５と、電力増幅器２０Ａに接続された出力トランス２５と、を備え、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは主面９１ａに配置されており、出力トランス１５および２５はモジュール基板９１の内部または主面９１ｂに配置されている。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、高周波モジュールおよび通信装置に関する。
携帯電話などの移動体通信機器には、高周波送信信号を増幅する電力増幅器が搭載される。
特許文献１には、非反転入力信号が入力される第１トランジスタと、反転入力信号が入力される第２トランジスタと、第１トランジスタおよび第２トランジスタの出力端子側に配置されたトランスフォーマ（以下、トランスと記す）で構成された、差動増幅型の電力増幅器が開示されている。トランスは、磁気的に結合した２つの一次側コイルと、１つの二次側コイルと、で構成されている。２つの一次側コイルは互いに並列接続され、それぞれが二次側コイルと磁気的に結合することで、Ｑファクタを低下させることなく一次側コイルの入力インピーダンスを低減できる。これにより、電力利得（パワーゲイン）を向上させることが可能となる。
特開２０１０−１１８９１６号公報
しかしながら、特許文献１に開示された差動増幅型の電力増幅器を、マルチバンド対応の高周波フロントエンド回路に適用した場合、各通信バンドに対応した差動増幅型の電力増幅器が必要となり、電力増幅器の配置数が多くなる。さらに、差動増幅型の電力増幅器は、回路素子数が多いため、高周波モジュールが大型化してしまうという問題が発生する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、差動増幅型の電力増幅器を有するマルチバンド対応の小型の高周波モジュールおよびそれを備えた通信装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、第１周波数帯域の送信信号を増幅可能な第１電力増幅器と、前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の送信信号を増幅可能な第２電力増幅器と、第１コイルおよび第２コイルを有する第１出力トランスと、第３コイルおよび第４コイルを有する第２出力トランスと、を備え、前記第１電力増幅器は、第１増幅素子および第２増幅素子を有し、前記第２電力増幅器は、第３増幅素子および第４増幅素子を有し、前記第１コイルの一端は前記第１増幅素子の出力端子に接続され、前記第１コイルの他端は前記第２増幅素子の出力端子に接続され、前記第２コイルの一端は、前記第１電力増幅器の出力端子に接続されており、前記第３コイルの一端は前記第３増幅素子の出力端子に接続され、前記第３コイルの他端は前記第４増幅素子の出力端子に接続され、前記第４コイルの一端は、前記第２電力増幅器の出力端子に接続されており、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器は、前記第１主面に配置されており、前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記モジュール基板の内部、または、前記第２主面に配置されている。
本発明によれば、差動増幅型の電力増幅器を有するマルチバンド対応の小型の高周波モジュールおよび通信装置を提供することが可能となる。
実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置の回路構成図である。 送信増幅回路の回路構成図である。 実施例１に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 実施例１に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 変形例１に係る高周波モジュールの第１主面における平面構成概略図である。 変形例２に係る高周波モジュールの第１主面における平面構成概略図である。 変形例３に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 実施例２に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 実施例２に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施例及び変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ又は大きさの比は、必ずしも厳密ではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。
また、以下において、平行及び垂直等の要素間の関係性を示す用語、及び、矩形状等の要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。
また、以下において、基板に実装されたＡ、Ｂ及びＣにおいて、「基板（又は基板の主面）の平面視において、ＡとＢとの間にＣが配置されている」とは、基板の平面視においてＡ内の任意の点とＢ内の任意の点とを結ぶ複数の線分の少なくとも１つがＣの領域を通ることを意味する。また、基板の平面視とは、基板および基板に実装された回路素子を基板の主面に平行な平面に正投影して見ることを意味する。
また、以下において、「送信経路」とは、高周波送信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「受信経路」とは、高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「送受信経路」とは、高周波送信信号および高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。
（実施の形態）
［１．高周波モジュール１および通信装置５の回路構成］
図１は、実施の形態に係る高周波モジュール１および通信装置５の回路構成図である。同図に示すように、通信装置５は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）４と、を備える。
ＲＦＩＣ３は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１の受信経路を介して入力された受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をＢＢＩＣ４へ出力する。また、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ４から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された送信信号を、高周波モジュール１の送信経路に出力する。
ＢＢＩＣ４は、高周波モジュール１を伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理する回路である。ＢＢＩＣ４で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号として使用され、または、スピーカを介した通話のために音声信号として使用される。
また、ＲＦＩＣ３は、使用される通信バンド（周波数帯域）に基づいて、高周波モジュール１が有するスイッチ４１、４２、４３および４４の接続を制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ３は、制御信号（図示せず）により高周波モジュール１が有するスイッチ４１〜４４の接続を切り替える。具体的には、ＲＦＩＣ３は、スイッチ４１〜４４を制御するためのディジタル制御信号をＰＡ制御回路８０に出力する。高周波モジュール１のＰＡ制御回路８０は、ＲＦＩＣ３から入力されたディジタル制御信号によって、スイッチ４１〜４４にディジタル制御信号を出力することで、スイッチ４１〜４４の接続および非接続を制御する。
また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１が有する送信増幅回路１０および２０の利得、送信増幅回路１０および２０に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓを制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ３は、ＭＩＰＩおよびＧＰＩＯなどのディジタル制御信号を高周波モジュール１の制御信号端子１４０に出力する。高周波モジュール１のＰＡ制御回路８０は、制御信号端子１４０を介して入力されたディジタル制御信号によって、送信増幅回路１０および２０に制御信号、電源電圧Ｖｃｃまたはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを出力することで、送信増幅回路１０および２０の利得を調整する。なお、送信増幅回路１０および２０の利得を制御するディジタル制御信号をＲＦＩＣ３から受ける制御信号端子と、送信増幅回路１０および２０に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓを制御するディジタル制御信号をＲＦＩＣ３から受ける制御信号端子とは、異なっていてもよい。また、制御部は、ＲＦＩＣ３の外部に設けられていてもよく、例えば、ＢＢＩＣ４に設けられていてもよい。
アンテナ２は、高周波モジュール１のアンテナ接続端子１００に接続され、高周波モジュール１から出力された高周波信号を放射し、また、外部からの高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力する。
なお、本実施の形態に係る通信装置５において、アンテナ２およびＢＢＩＣ４は、必須の構成要素ではない。
次に、高周波モジュール１の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、高周波モジュール１は、アンテナ接続端子１００と、送信増幅回路１０および２０と、低雑音増幅器３０と、送信フィルタ６１Ｔ、６２Ｔおよび６３Ｔと、受信フィルタ６１Ｒ、６２Ｒおよび６３Ｒと、ＰＡ制御回路８０と、整合回路５１、５２、５３および５４と、スイッチ４１、４２、４３および４４と、を備える。
アンテナ接続端子１００は、アンテナ２に接続されるアンテナ共通端子である。
送信増幅回路１０は、送信入力端子１１１および１１２から入力された通信バンドＡおよび通信バンドＢの送信信号を増幅する差動増幅型の増幅回路である。なお、高周波モジュール１は、送信増幅回路１０の代わりに、通信バンドＡの高周波信号を増幅する第１送信増幅回路と、通信バンドＢの高周波信号を増幅する第１送信増幅回路とを備えてもよい。
送信増幅回路２０は、送信入力端子１２１および１２２から入力された通信バンドＣの送信信号を増幅する差動増幅型の増幅回路である。
ＰＡ制御回路８０は、制御信号端子１４０を介して入力されたディジタル制御信号ＭＩＰＩおよびＧＰＩＯなどによって、送信増幅回路１０および２０が有する増幅素子の利得を調整する。ＰＡ制御回路８０は、半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で形成されていてもよい。半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されている。具体的には、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）プロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。
低雑音増幅器３０は、通信バンドＡ、ＢおよびＣの高周波信号を低雑音で増幅し、受信出力端子１３０へ出力する増幅器である。なお、高周波モジュール１は、複数の低雑音増幅器を備えていてもよい。例えば、高周波モジュール１は、通信バンドＡおよびＢの高周波信号を増幅する第１低雑音増幅器と、通信バンドＣの高周波信号を増幅する第２低雑音増幅器とを備えてもよい。
なお、本実施の形態において、通信バンドＡおよびＢは、通信バンドＣよりも低周波数側に位置しており、通信バンドＡおよびＢは、例えばミドルバンド群（１．４５−２．２ＧＨｚ）に属する通信バンドであり、通信バンドＣは、例えばハイバンド群（２．３−２．７ＧＨｚ）に属する通信バンドである。ただし、通信バンドＡおよびＢと通信バンドＣとの周波数の高低関係は上記例に限られず、通信バンドＡおよびＢが、通信バンドＣよりも高周波数側に位置していてもよい。なお、ミドルバンド群は、第１周波数帯域の一例であり、通信バンドＣは、第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の一例である。
送信フィルタ６１Ｔは、送信入力端子１１１および１１２とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路ＡＴに配置され、送信増幅回路１０で増幅された送信信号のうち、通信バンドＡの送信帯域の送信信号を通過させる。また、送信フィルタ６２Ｔは、送信入力端子１１１および１１２とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路ＢＴに配置され、送信増幅回路１０で増幅された送信信号のうち、通信バンドＢの送信帯域の送信信号を通過させる。また、送信フィルタ６３Ｔは、送信入力端子１２１および１２２とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路ＣＴに配置され、送信増幅回路２０で増幅された送信信号のうち、通信バンドＣの送信帯域の送信信号を通過させる。
受信フィルタ６１Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路ＡＲに配置され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＡの受信帯域の受信信号を通過させる。また、受信フィルタ６２Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路ＢＲに配置され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＢの受信帯域の受信信号を通過させる。また、受信フィルタ６３Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路ＢＲに配置され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＣの受信帯域の受信信号を通過させる。
送信フィルタ６１Ｔおよび受信フィルタ６１Ｒは、通信バンドＡを通過帯域とするデュプレクサ６１を構成している。デュプレクサ６１は、通信バンドＡの送信信号と受信信号とを、周波数分割複信（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送する。また、送信フィルタ６２Ｔおよび受信フィルタ６２Ｒは、通信バンドＢを通過帯域とするデュプレクサ６２を構成している。デュプレクサ６２は、通信バンドＢの送信信号と受信信号とを、ＦＤＤ方式で伝送する。また、送信フィルタ６３Ｔおよび受信フィルタ６３Ｒは、通信バンドＣを通過帯域とするデュプレクサ６３を構成している。デュプレクサ６３は、通信バンドＣの送信信号と受信信号とを、ＦＤＤ方式で伝送する。
なお、デュプレクサ６１〜６３のそれぞれは、複数の送信フィルタのみで構成されたマルチプレクサ、複数の受信フィルタのみで構成されたマルチプレクサ、複数のデュプレクサで構成されたマルチプレクサであってもよい。また、送信フィルタ６１Ｔおよび受信フィルタ６１Ｒは、デュプレクサ６１を構成していなくてもよく、時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送する１つのフィルタであってもよい。この場合には、上記１つのフィルタの前段および後段の少なくとも一方に、送信および受信を切り替えるスイッチが配置される。また、同様に、送信フィルタ６２Ｔおよび受信フィルタ６２Ｒは、デュプレクサ６２を構成していなくてもよく、ＴＤＤ方式で伝送する１つのフィルタであってもよい。また、同様に、送信フィルタ６３Ｔおよび受信フィルタ６３Ｒは、デュプレクサ６３を構成していなくてもよく、ＴＤＤ方式で伝送する１つのフィルタであってもよい。
整合回路５１は、スイッチ４４とデュプレクサ６１とを結ぶ経路に配置され、スイッチ４４およびアンテナ２と、デュプレクサ６１とのインピーダンス整合をとる。整合回路５２は、スイッチ４４とデュプレクサ６２とを結ぶ経路に配置され、スイッチ４４およびアンテナ２と、デュプレクサ６２とのインピーダンス整合をとる。整合回路５３は、スイッチ４４とデュプレクサ６３とを結ぶ経路に配置され、スイッチ４４およびアンテナ２と、デュプレクサ６３とのインピーダンス整合をとる。
整合回路５４は、低雑音増幅器３０とスイッチ４３とを結ぶ受信経路に配置され、低雑音増幅器３０とスイッチ４３およびデュプレクサ６１〜６３とのインピーダンス整合をとる。
スイッチ４１は、共通端子４１ａ、４１ｂ、選択端子４１ｃ、４１ｄ、４１ｅおよび４１ｆを有する。共通端子４１ａは、送信増幅回路１０の入力端子１１５に接続されている。共通端子４１ｂは、送信増幅回路２０の入力端子１２５に接続されている。選択端子４１ｃは送信入力端子１１１に接続され、選択端子４１ｄは送信入力端子１１２に接続され、選択端子４１ｅは送信入力端子１２１に接続され、選択端子４１ｆは送信入力端子１２２に接続されている。スイッチ４１は、送信増幅回路１０および２０の入力端子側に配置されたスイッチである。この接続構成において、スイッチ４１は、送信増幅回路１０と送信入力端子１１１との接続、および、送信増幅回路１０と送信入力端子１１２との接続、を切り替え、また、送信増幅回路２０と送信入力端子１２１との接続、および、送信増幅回路２０と送信入力端子１２２との接続、を切り替える。スイッチ４１は、例えば、ＤＰ４Ｔ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ ４ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。
なお、スイッチ４１は、共通端子４１ａ、選択端子４１ｃおよび４１ｄを有するＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチと、共通端子４１ｂ、選択端子４１ｅおよび４１ｆを有するＳＰＤＴ型のスイッチとで構成されていてもよい。
送信入力端子１１１からは、例えば、通信バンドＡの送信信号が入力され、送信入力端子１１２からは、例えば、通信バンドＢの送信信号が入力される。また、送信入力端子１２１および１２２からは、例えば、通信バンドＣの送信信号が入力される。
また、送信入力端子１１１からは、例えば、第４世代移動通信システム（４Ｇ）における通信バンドＡまたはＢの送信信号が入力され、送信入力端子１１２からは、例えば、第５世代移動通信システム（５Ｇ）における通信バンドＡまたはＢの送信信号が入力されてもよい。また、送信入力端子１２１からは、例えば、４Ｇにおける通信バンドＣの送信信号が入力され、送信入力端子１１２からは、例えば、５Ｇにおける通信バンドＣの送信信号が入力されてもよい。
なお、スイッチ４１は、共通端子が送信入力端子１１１、１１２、１２１、および１２２のいずれかの送信入力端子（第１送信入力端子とする）に接続され、一方の選択端子が送信増幅回路１０の入力端子１１５に接続され、他方の選択端子が送信増幅回路２０の入力端子１２５に接続された、ＳＰＤＴ型のスイッチ回路であってもよい。
この場合には、第１送信入力端子からは、例えば、通信バンドＡ、通信バンドＢ、および通信バンドＣのいずれか１つの送信信号が選択的に入力され、スイッチ４１は、入力された送信信号に応じて、第１送信入力端子と送信増幅回路１０との接続、および、第１送信入力端子と送信増幅回路２０との接続を切り替える。また、第１送信入力端子からは、例えば、４Ｇの送信信号と５Ｇの送信信号とが入力され、スイッチ４１は、入力された送信信号に応じて、第１送信入力端子と送信増幅回路１０との接続、および、第１送信入力端子と送信増幅回路２０との接続を切り替えてもよい。
また、スイッチ４１は、２つの共通端子と２つの選択端子とを有するＤＰＤＴ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成されていてもよい。この場合には、第１送信入力端子が一方の共通端子と接続され、第２送信入力端子が他方の共通端子と接続される。また、一方の選択端子が送信増幅回路１０に接続され、他方の選択端子が送信増幅回路２０に接続される。この接続構成において、スイッチ４１は、一方の共通端子と一方の選択端子との接続および一方の共通端子と他方の選択端子との接続を切り替え、また、他方の共通端子と一方の選択端子との接続および他方の共通端子と他方の選択端子との接続を切り替える。
この場合には、例えば、第１送信入力端子から通信バンドＡまたはＢの送信信号が入力され、第２送信入力端子から通信バンドＣの送信信号が入力される。また、例えば、第１送信入力端子から４Ｇの送信信号が入力され、第２送信入力端子から５Ｇの送信信号が入力されてもよい。
スイッチ４２は、共通端子４２ａ、４２ｂ、選択端子４２ｃ、４２ｄおよび４２ｅを有する。共通端子４２ａは送信増幅回路１０の出力端子１１６に接続され、共通端子４２ｂは送信増幅回路２０の出力端子１２６に接続されている。選択端子４２ｃは送信フィルタ６１Ｔに接続され、選択端子４２ｄは送信フィルタ６２Ｔに接続され、選択端子４２ｅは送信フィルタ６３Ｔに接続されている。スイッチ４２は、送信増幅回路１０および２０の出力端子側に配置されたスイッチである。この接続構成において、スイッチ４２は、送信増幅回路１０と送信フィルタ６１Ｔとの接続、および、送信増幅回路１０と送信フィルタ６２Ｔとの接続、を切り替え、かつ、送信増幅回路２０と送信フィルタ６３Ｔとの接続および非接続を切り替える。スイッチ４２は、例えば、ＤＰ３Ｔ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ ３ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。
なお、スイッチ４２は、共通端子４２ａ、選択端子４２ｃおよび４２ｄを有するＳＰＤＴ型のスイッチと、共通端子４２ｂおよび選択端子４２ｅを有するＳＰＳＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｓｉｎｇｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチとで構成されていてもよい。
スイッチ４３は、共通端子４３ａおよび選択端子４３ｂ、４３ｃおよび４３ｄを有する。共通端子４３ａは、整合回路５４を介して低雑音増幅器３０の入力端子に接続されている。選択端子４３ｂは受信フィルタ６１Ｒに接続され、選択端子４３ｃは受信フィルタ６２Ｒに接続され、選択端子４３ｄは受信フィルタ６３Ｒに接続されている。この接続構成において、スイッチ４３は、低雑音増幅器３０と受信フィルタ６１Ｒとの接続および非接続を切り替え、低雑音増幅器３０と受信フィルタ６２Ｒとの接続および非接続を切り替え、ならびに、低雑音増幅器３０と受信フィルタ６３Ｒとの接続および非接続を切り替える。スイッチ４３は、例えば、ＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ４ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。
スイッチ４４は、アンテナスイッチの一例であり、アンテナ接続端子１００に接続され、（１）アンテナ接続端子１００と送信経路ＡＴおよび受信経路ＡＲとの接続、（２）アンテナ接続端子１００と送信経路ＢＴおよび受信経路ＢＲとの接続、ならびに、（３）アンテナ接続端子１００と送信経路ＣＴおよび受信経路ＣＲとの接続を切り替える。なお、スイッチ４４は、上記（１）〜（３）の少なくとも２つを同時に行うことが可能なマルチ接続型のスイッチ回路で構成される。
なお、上記の送信フィルタ６１Ｔ〜６３Ｔおよび６１Ｒ〜６３Ｒは、例えば、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＬＣ共振フィルタ、および誘電体フィルタのいずれかであってもよく、さらには、これらには限定されない。
また、整合回路５１〜５４は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。
また、送信増幅回路１０とスイッチ４２との間、および、送信増幅回路２０とスイッチ４２との間に、整合回路が配置されていてもよい。また、アンテナ接続端子１００とスイッチ４４との間に、ダイプレクサおよびカプラなどが配置されてもよい。
高周波モジュール１の構成において、送信増幅回路１０、スイッチ４２、送信フィルタ６１Ｔ、整合回路５１、およびスイッチ４４は、アンテナ接続端子１００に向けて通信バンドＡの送信信号を伝送する第１送信回路を構成する。また、スイッチ４４、整合回路５１、受信フィルタ６１Ｒ、スイッチ４３、整合回路５４、および低雑音増幅器３０は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＡの受信信号を伝送する第１受信回路を構成する。
また、送信増幅回路１０、スイッチ４２、送信フィルタ６２Ｔ、整合回路５２、およびスイッチ４４は、アンテナ接続端子１００に向けて通信バンドＢの送信信号を伝送する第２送信回路を構成する。また、スイッチ４４、整合回路５２、受信フィルタ６２Ｒ、スイッチ４３、整合回路５４、および低雑音増幅器３０は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＢの受信信号を伝送する第２受信回路を構成する。
また、送信増幅回路２０、スイッチ４２、送信フィルタ６３Ｔ、整合回路５３、およびスイッチ４４は、アンテナ接続端子１００に向けて通信バンドＣの送信信号を伝送する第３送信回路を構成する。また、スイッチ４４、整合回路５３、受信フィルタ６３Ｒ、スイッチ４３、整合回路５４、および低雑音増幅器３０は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＣの受信信号を伝送する第３受信回路を構成する。
上記回路構成によれば、高周波モジュール１は、通信バンドＡ、通信バンドＢ、および通信バンドＣのいずれかの高周波信号を、送信、受信、および送受信の少なくともいずれかで実行することが可能である。さらに、高周波モジュール１は、通信バンドＡ、通信バンドＢ、および通信バンドＣの高周波信号を、同時送信、同時受信、および同時送受信の少なくともいずれかで実行することも可能である。
なお、本発明に係る高周波モジュールでは、上記３つの送信回路および上記３つの受信回路がスイッチ４４を介してアンテナ接続端子１００に接続されていなくてもよく、上記３つの送信回路および上記３つの受信回路が、異なる端子を介してアンテナ２に接続されていてもよい。また、本発明に係る高周波モジュールは、ＰＡ制御回路８０と、第１送信回路および第３送信回路と、を有していればよい。
また、本発明に係る高周波モジュールにおいて、第１送信回路は、送信増幅回路１０を有していればよい。また、第３送信回路は、送信増幅回路２０を有していればよい。
また、低雑音増幅器３０とスイッチ４１〜４４の少なくとも１つとは、１つの半導体ＩＣに形成されていてもよい。半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳで構成されている。具体的には、ＳＯＩプロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。
図２は、実施の形態に係る送信増幅回路１０の回路構成図である。同図に示すように、送信増幅回路１０は、入力端子１１５および出力端子１１６と、増幅素子１２（第１増幅素子）および１３（第２増幅素子）と、増幅素子１１（前段増幅素子）と、段間トランス（変圧器）１４と、キャパシタ１６と、出力トランス（バラン：非平衡−平衡変換素子）１５と、を有している。増幅素子１１〜１３と、段間トランス１４と、キャパシタ１６とは、電力増幅器１０Ａを構成している。電力増幅器１０Ａは、第１電力増幅器の一例である。
段間トランス１４は、一次側コイル１４ａと二次側コイル１４ｂとで構成されている。
増幅素子１１の入力端子は入力端子１１５に接続され、増幅素子１１の出力端子は段間トランス１４の非平衡端子に接続されている。段間トランス１４の一方の平衡端子は増幅素子１２の入力端子に接続されており、段間トランス１４の他方の平衡端子は増幅素子１３の入力端子に接続されている。
入力端子１１５から入力された高周波信号は、増幅素子１１にバイアス電圧Ｖｃｃ１が印加された状態で増幅素子１１にて増幅される。増幅された高周波信号は、段間トランス１４により非平衡−平衡変換される。このとき、段間トランス１４の一方の平衡端子から非反転入力信号が出力され、段間トランス１４の他方の平衡端子から反転入力信号が出力される。
出力トランス１５は、第１出力トランスの一例であり、一次側コイル（第１コイル）１５ａと二次側コイル（第２コイル）１５ｂとで構成されている。一次側コイル１５ａの一端は増幅素子１２の出力端子に接続されており、一次側コイル１５ａの他端は増幅素子１３の出力端子に接続されている。また、一次側コイル１５ａの中点にはバイアス電圧Ｖｃｃ２が供給される。二次側コイル１５ｂの一端は出力端子１１６に接続され、二次側コイル１５ｂの他端はグランドに接続されている。言い換えると、出力トランス１５は、増幅素子１２の出力端子および増幅素子１３の出力端子と、出力端子１１６との間に接続されている。
キャパシタ１６は、増幅素子１２の出力端子と増幅素子１３の出力端子との間に接続されている。
増幅素子１２にて増幅された非反転入力信号と、増幅素子１３にて増幅された反転入力信号とは、逆位相を維持したまま、出力トランス１５およびキャパシタ１６にてインピーダンス変換される。つまり、出力端子１１６における電力増幅器１０Ａの出力インピーダンスは、出力トランス１５およびキャパシタ１６により、図１に示された、スイッチ４２、送信フィルタ６１Ｔおよび６２Ｔの入力インピーダンスとインピーダンス整合される。なお、出力端子１１６と二次側コイル１５ｂとを結ぶ経路とグランドとの間に接続された容量素子も、上記インピーダンス整合に寄与している。なお、上記容量素子は、出力端子１１６と二次側コイル１５ｂとを結ぶ経路に直列配置されていてもよいし、また、上記容量素子はなくてもよい。
ここで、増幅素子１１〜１３、段間トランス１４、およびキャパシタ１６は、電力増幅器１０Ａを形成している。特に、増幅素子１１〜１３および段間トランス１４は、１チップ化、または、同一基板上に実装など、一体形成される場合が多い。これに対して、出力トランス１５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、増幅素子１１〜１３および段間トランス１４などとは、一体形成されない。つまり、送信増幅回路１０を構成する回路部品のうち、出力トランス１５を除く回路部品が、電力増幅器１０Ａを構成している。
なお、増幅素子１１およびキャパシタ１６は、電力増幅器１０Ａに含まれなくてもよい。
送信増幅回路１０の回路構成によれば、増幅素子１２および１３が反転位相にて動作する。このとき、増幅素子１２および１３の基本波での電流が反転位相、つまり逆方向に流れるため、増幅素子１２および１３から略等距離に配置されたグランド配線および電源配線へは基本波の電流は流れなくなる。このため、上記配線への不要な電流の流れこみが無視できるので、従来の送信増幅回路に見られる電力利得（パワーゲイン）の低下を抑制することが可能となる。また、増幅素子１２および１３で増幅された非反転信号と反転信号とが合成されるので、両信号に同様に重畳されたノイズ成分を相殺でき、例えば高調波成分などの不要波を低減できる。
なお、増幅素子１１は送信増幅回路１０に必須の構成要素ではない。また、非平衡入力信号を、非反転入力信号および反転入力信号に変換する手段は、段間トランス１４に限られない。また、キャパシタ１６は、インピーダンス整合において必須の構成要素ではない。
また、図示していないが、送信増幅回路２０は、図２に示された送信増幅回路１０と同様の回路構成を有している。つまり、送信増幅回路２０は、入力端子１２５および出力端子１２６と、増幅素子２２（第３増幅素子）および２３（第４増幅素子）と、増幅素子２１（前段増幅素子）と、段間トランス（変圧器）２４と、キャパシタ２６と、出力トランス（バラン：非平衡−平衡変換素子）２５と、を有している。増幅素子２１〜２３と、段間トランス２４と、キャパシタ２６とは、電力増幅器２０Ａを構成している。電力増幅器２０Ａは、第２電力増幅器の一例である。
段間トランス２４は、一次側コイル２４ａと二次側コイル２４ｂとで構成されている。
増幅素子２１の入力端子は入力端子１２５に接続され、増幅素子２１の出力端子は段間トランス２４の非平衡端子に接続されている。段間トランス２４の一方の平衡端子は増幅素子２２の入力端子に接続されており、段間トランス２４の他方の平衡端子は増幅素子２３の入力端子に接続されている。
出力トランス２５は、第２出力トランスの一例であり、一次側コイル（第３コイル）２５ａと二次側コイル（第４コイル）２５ｂとで構成されている。一次側コイル２５ａの一端は増幅素子２２の出力端子に接続されており、一次側コイル２５ａの他端は増幅素子２３の出力端子に接続されている。また、一次側コイル２５ａの中点にはバイアス電圧Ｖｃｃ２が供給される。二次側コイル２５ｂの一端は出力端子１２６に接続され、二次側コイル２５ｂの他端はグランドに接続されている。言い換えると、出力トランス２５は、増幅素子２２の出力端子および増幅素子２３の出力端子と、出力端子１２６との間に接続されている。
キャパシタ２６は、増幅素子２２の出力端子と増幅素子２３の出力端子との間に接続されている。
ここで、増幅素子２１〜２３、段間トランス２４、およびキャパシタ２６は、電力増幅器２０Ａを形成している。特に、増幅素子２１〜２３および段間トランス１４は、１チップ化、または、同一基板上に実装など、一体形成される場合が多い。これに対して、出力トランス２５は、増幅素子２１〜２３および段間トランス２４などとは、一体形成されない。
なお、増幅素子２１およびキャパシタ２６は、電力増幅器２０Ａに含まれなくてもよい。
送信増幅回路２０の回路構成によれば、従来の送信増幅回路に見られる電力利得（パワーゲイン）の低下を抑制することが可能となる。また、増幅素子２２および２３で増幅された非反転信号と反転信号とが合成されるので、両信号に同様に重畳されたノイズ成分を相殺でき、例えば高調波成分などの不要波を低減できる。
なお、増幅素子２１は送信増幅回路２０に必須の構成要素ではない。また、非平衡入力信号を、非反転入力信号および反転入力信号に変換する手段は、段間トランス２４に限られない。また、キャパシタ２６は、インピーダンス整合において必須の構成要素ではない。
また、増幅素子１１〜１３、２１〜２３および低雑音増幅器３０は、例えば、Ｓｉ系のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＧａＡｓを材料とした、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）またはヘテロバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）などで構成されている。
なお、送信増幅回路１０は、差動増幅型の電力増幅器１０Ａで構成されず、非平衡信号を入力信号とし、非平衡信号を出力信号とする、いわゆるシングルエンド型の増幅素子で構成された増幅器であってもよい。また、送信増幅回路２０は、差動増幅型の電力増幅器２０Ａで構成されず、非平衡信号を入力信号とし、非平衡信号を出力信号とする、いわゆるシングルエンド型の増幅素子で構成された増幅器であってもよい。
ここで、高周波モジュール１において、送信増幅回路１０は通信バンドＡおよびＢの送信信号を増幅し、送信増幅回路２０は通信バンドＣの送信信号を増幅する。つまり、送信増幅回路１０および２０は、特定の周波数帯域（通信バンド）で増幅性能が最適化されるため、高周波モジュール１には、各周波数帯域（通信バンド）に対応した複数の送信増幅回路が必要となる。また、高周波モジュール１を１つの実装基板上に実装する場合、送信増幅回路１０および２０を構成する回路素子（増幅素子１１〜１３、２１〜２３、段間トランス１４および２４、出力トランス１５および２５、キャパシタ１６および２６）の点数が多いため、高周波モジュール１が大型化してしまう。
また、小型化すべく高密度実装すると、出力トランス１５および２５から出力された高出力の送信信号が互いに干渉し、当該送信信号の信号品質が劣化するという問題が発生する。
これに対して、以下では、高周波モジュール１から出力される送信信号の品質劣化を抑制しつつ小型化された高周波モジュール１の構成について説明する。
［２．実施例１に係る高周波モジュール１Ａの回路素子配置構成］
図３Ａは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの平面構成概略図である。また、図３Ｂは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの断面構成概略図であり、具体的には、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図である。なお、図３Ａの（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図３Ａの（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置を透視した図が示されている。また、図３Ａには、モジュール基板９１内に形成された出力トランス１５および２５が破線で示されている。
実施例１に係る高周波モジュール１Ａは、実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａは、図１に示された回路構成に加えて、さらに、モジュール基板９１と、樹脂部材９２および９３と、外部接続端子１５０と、を有している。
モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ（第１主面）および主面９１ｂ（第２主面）を有し、上記送信回路および上記受信回路を実装する基板である。モジュール基板９１としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）基板、高温同時焼成セラミックス（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＨＴＣＣ）基板、部品内蔵基板、再配線層（Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＲＤＬ）を有する基板、または、プリント基板等が用いられる。
樹脂部材９２は、モジュール基板９１の主面９１ａに配置され、上記送信回路の一部、上記受信回路の一部、およびモジュール基板９１の主面９１ａを覆っており、上記送信回路および上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。樹脂部材９３は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置され、上記送信回路の一部、上記受信回路の一部、およびモジュール基板９１の主面９１ｂを覆っており、上記送信回路および上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。なお、樹脂部材９２および９３は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａ、デュプレクサ６１、６２および６３、ならびに整合回路５１、５２、５３および５４は、モジュール基板９１の主面９１ａ（第１主面）に配置されている。一方、ＰＡ制御回路８０、低雑音増幅器３０、スイッチ４１、４２、４３および４４は、第１回路部品の一例であり、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）に配置されている。また、出力トランス１５および２５は、モジュール基板９１に内蔵形成されている。
つまり、本実施例では、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは主面９１ａに配置され、出力トランス１５および２５は、モジュール基板９１に内蔵形成されている。
上記構成によれば、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａ、ならび出力トランス１５および２５が、全てモジュール基板９１の片面に配置された構成と比較して、高周波モジュール１Ａを小型化できる。よって、差動増幅型の電力増幅器を有するマルチバンド対応の小型の高周波モジュール１Ａを提供することが可能となる。
なお、図３Ａには図示していないが、図１に示された送信経路ＡＴ、ＢＴおよびＣＴ、ならびに、受信経路ＡＲ、ＢＲおよびＣＲを構成する配線は、モジュール基板９１の内部、主面９１ａおよび９１ｂに形成されている。また、上記配線は、両端が主面９１ａ、９１ｂおよび高周波モジュール１Ａを構成する回路素子のいずれかに接合されたボンディングワイヤであってもよく、また、高周波モジュール１Ａを構成する回路素子の表面に形成された端子、電極または配線であってもよい。
電力増幅器１０Ａは、通信バンドＡおよびＢを含む第１周波数帯域の送信信号を増幅する第１電力増幅器の一例であり、電力増幅器２０Ａは、通信バンドＣを含む第２周波数帯域の送信信号を増幅する第２電力増幅器の一例である。本実施例では、第１周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）は、第２周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）よりも低周波数側に位置している。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、図３Ａの（ａ）に示すように、モジュール基板９１を平面視した場合において、出力トランス１５は、電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域を構成する４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち外辺１０３（第１外辺）と対向する領域１５３（第１領域）に配置されている。また、出力トランス２５は、電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域を構成する４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち外辺２０４（第２外辺）と対向する領域２５４（第２領域）に配置されている。ここで、外辺１０３は、４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域に最も近い外辺１０１を除く外辺に含まれる。また、外辺２０４は、４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域に最も近い外辺２０１を除く外辺に含まれる。
なお、本実施例に係る高周波モジュール１Ａにおいて、出力トランス１５が第１外辺と対向する第１領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第１外辺と出力トランス１５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。また、出力トランス２５が第２外辺と対向する第２領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第２外辺と出力トランス２５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。
本実施例に係る高周波モジュール１Ａの上記構成によれば、電力増幅器１０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス１５は、電力増幅器２０Ａに最も近い外辺１０１と対向する領域には配置されていない。また、電力増幅器２０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス２５は、電力増幅器１０Ａに最も近い外辺２０１と対向する領域には配置されていない。これにより、出力トランス１５と出力トランス２５とが最近接することを回避できるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力された高出力の送信信号が互いに干渉し、当該送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
さらに、電力増幅器１０Ａは、少なくとも増幅素子１２および１３を有し、電力増幅器２０Ａは、少なくとも増幅素子２２および２３を有し、回路素子数が多くなるため、高周波モジュール１Ａの実装面積が大きくなる傾向にある。これに対して、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａと、ＰＡ制御回路８０、低雑音増幅器３０、スイッチ４１、４２、４３および４４などの第１回路部品とを、モジュール基板９１の主面９１ａおよび９１ｂに振り分けているので、高周波モジュール１Ａを、より一層小型化することが可能となる。
なお、本発明に係る高周波モジュール１は、実施例１に係る高周波モジュール１Ａにおける出力トランス１５および２５の配置関係に限定されない。
図４Ａは、変形例１に係る高周波モジュール１Ｃの主面９１ａにおける平面構成概略図である。同図には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。また、同図には、モジュール基板９１内に形成された出力トランス１５および２５が破線で示されている。
本変形例に係る高周波モジュール１Ｃでは、図４Ａに示すように、モジュール基板９１を平面視した場合において、出力トランス１５は、電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域を構成する４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち外辺１０３（第１外辺）と対向する領域１５３（第１領域）に配置されている。また、出力トランス２５は、電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域を構成する４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち外辺２０３（第２外辺）と対向する領域２５３（第２領域）に配置されている。ここで、外辺１０３は、４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域に最も近い外辺１０１を除く外辺に含まれる。また、外辺２０３は、４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域に最も近い外辺２０１を除く外辺に含まれる。
なお、変形例１に係る高周波モジュール１Ｃにおいて、モジュール基板９１を平面視した場合において、出力トランス１５は、電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域を構成する４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち外辺１０４（第１外辺）と対向する領域１５４（第１領域）に配置されていてもよい。
本変形例に係る高周波モジュール１Ｃの上記構成によれば、電力増幅器１０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス１５は、電力増幅器２０Ａに最も近い外辺１０１と対向する領域には配置されていない。また、電力増幅器２０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス２５は、電力増幅器１０Ａに最も近い外辺２０１と対向する領域には配置されていない。これにより、出力トランス１５と出力トランス２５とが最近接することを回避できるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力された高出力の送信信号が互いに干渉し、当該送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
図４Ｂは、変形例２に係る高周波モジュール１Ｄの主面９１ａにおける平面構成概略図である。同図には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。また、同図には、モジュール基板９１内に形成された出力トランス１５および２５が破線で示されている。
本変形例に係る高周波モジュール１Ｄでは、図４Ｂに示すように、モジュール基板９１を平面視した場合において、出力トランス１５は、電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域を構成する４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち外辺１０４（第１外辺）と対向する領域１５６（第４領域）に配置されている。また、出力トランス２５は、電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域を構成する４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち外辺２０４（第２外辺）と対向する領域２５６（第６領域）に配置されている。ここで、外辺１０４は、４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域に最も近い外辺１０１を除く外辺に含まれる。また、外辺２０４は、４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域に最も近い外辺２０１を除く外辺に含まれる。また、外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち外辺１０４（第１外辺）と対向する第１領域は、外辺１０４（第１外辺）と対向する領域１５５（第３領域）、および、領域１５５よりも第２矩形領域から遠い領域１５６（第４領域）を含む。また、外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち外辺２０４と対向する第２領域は、外辺２０４（第２外辺）と対向する領域２５５（第５領域）、および、領域２５５よりも第１矩形領域から遠い領域２５６（第４領域）第６領域を含む。
本変形例に係る高周波モジュール１Ｄの上記構成によれば、出力トランス１５は、電力増幅器２０Ａに最も近い外辺１０１と対向する領域には配置されず、外辺１０４と対向する２つの領域のうち電力増幅器２０Ａから遠い方の領域１５６に配置されている。また、出力トランス２５は、電力増幅器１０Ａに最も近い外辺２０１と対向する領域には配置されず、外辺２０４と対向する２つの領域のうち電力増幅器１０Ａから遠い方の領域２５６に配置されている。これにより、出力トランス１５と出力トランス２５とが最近接することを回避できるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力された高出力の送信信号が互いに干渉し、当該送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
なお、高周波モジュール１Ａおよび１Ｃにおいて、出力トランス１５が第１外辺と対向する第１領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第１外辺と出力トランス１５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。また、出力トランス２５が第２外辺と対向する第２領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第２外辺と出力トランス２５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。
また、高周波モジュール１Ｄにおいて、出力トランス１５が第１外辺と対向する第４領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第１外辺と出力トランス１５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。また、出力トランス２５が第２外辺と対向する第６領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第２外辺と出力トランス２５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。
再び、図３Ａおよび図３Ｂに戻り、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）側に、複数の外部接続端子１５０が配置されている。高周波モジュール１Ａは、高周波モジュール１Ａのｚ軸負方向側に配置される外部基板と、複数の外部接続端子１５０を経由して、電気信号のやりとりを行う。図３Ａの（ｂ）に示すように、複数の外部接続端子には、アンテナ接続端子１００、送信入力端子１１１、１１２、１２１および１２２、受信出力端子１３０、ならびに制御信号端子１４０が含まれる。また、複数の外部接続端子１５０のいくつかは、外部基板のグランド電位に設定される。主面９１ａおよび９１ｂのうち、外部基板と対向する主面９１ｂには、低背化が困難な電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが配置されず、低背化が容易な低雑音増幅器３０、ＰＡ制御回路８０、およびスイッチ４１〜４４が配置されているので、高周波モジュール１Ａ全体を低背化することが可能となる。
また、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは、高周波モジュール１Ａが有する回路部品のなかで発熱量が大きい部品である。高周波モジュール１Ａの放熱性を向上させるには、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａの発熱を、小さな熱抵抗を有する放熱経路で外部基板に放熱することが重要である。仮に、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを主面９１ｂに実装した場合、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａに接続される電極配線は主面９１ｂ上に配置される。このため、放熱経路としては、主面９１ｂ上の（ｘｙ平面方向に沿う）平面配線パターンのみを経由した放熱経路を含むこととなる。上記平面配線パターンは、金属薄膜で形成されるため熱抵抗が大きい。このため、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを主面９１ｂ上に配置した場合には、放熱性が低下してしまう。
これに対して、本実施例のように、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを主面９１ａに実装した場合、主面９１ａと主面９１ｂとの間を貫通する貫通電極を介して、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａと外部接続端子１５０とを接続できる。よって、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａの放熱経路として、モジュール基板９１内の配線のうち熱抵抗の大きいｘｙ平面方向に沿う平面配線パターンのみを経由した放熱経路を排除できる。よって、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａからの外部基板への放熱性が向上した小型の高周波モジュール１Ａを提供することが可能となる。
また、高周波モジュール１Ａにおいて、電力増幅器１０Ａと電力増幅器２０Ａとは、１つの第１半導体ＩＣに含まれていてもよい。
これによれば、送信増幅回路を小型化しつつ、送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
また、図３Ａに示すように、高周波モジュール１Ａにおいて、ＰＡ制御回路８０と、出力トランス１５および２５とは、重ならないことが望ましい。
これによれば、ディジタル制御信号を入出力するＰＡ制御回路８０と、出力トランス１５および２５とが、モジュール基板９１を挟んで配置され、かつ、ＰＡ制御回路８０と、出力トランス１５および２５との距離を大きく確保できるので、出力トランス１５および２５がディジタルノイズを受けることを抑制できる。よって、出力トランス１５および２５から出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、図３Ａに示すように、高周波モジュール１Ａにおいて、スイッチ４２と、出力トランス１５および２５とは、重ならないことが望ましい。
これによれば、出力トランス１５および２５から出力される送信信号が、スイッチ４２のオフ容量を介して、非接続の送信経路または受信経路に漏洩することを抑制できる。よって、出力トランス１５および２５から出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、図３Ａに示すように、高周波モジュール１Ａにおいて、スイッチ４１と、出力トランス１５および２５とは、重ならないことが望ましい。
これによれば、送信入力端子から入力された送信信号が、スイッチ４１のオフ容量を介して非接続の出力トランスに漏洩することを抑制できる。よって、出力トランス１５および２５から出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、図３Ａに示すように、高周波モジュール１Ａにおいて、ＰＡ制御回路８０、スイッチ４１、およびスイッチ４２は、１つの半導体ＩＣ７０に含まれていてもよい。
これにより、ＰＡ制御回路８０、スイッチ４１および４２が近接するので、高周波モジュール１Ａを小型化できる。また、ＰＡ制御回路８０とスイッチ４１を結ぶ制御配線、および、ＰＡ制御回路８０とスイッチ４２を結ぶ制御配線を短くできるので、当該制御配線からのノイズの発生を抑制できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、低雑音増幅器３０、スイッチ４３および４４は、１つの半導体ＩＣ７５に含まれており、半導体ＩＣ７５は、主面９１ｂに配置されている。これにより、受信経路に配置される低雑音増幅器３０、スイッチ４３および４４が近接するので、高周波モジュール１Ａを小型化できる。
なお、半導体ＩＣ７５は、スイッチ４３および４４の少なくとも一方を含まなくてもよい。
また、図３Ａに示すように、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５と、半導体ＩＣ７０とは、重ならないことが望ましい。
これによれば、出力トランス１５および２５がディジタルノイズを受けることを抑制でき、また、出力トランス１５および２５から出力される送信信号がスイッチ４２のオフ容量を介して非接続の送信経路または受信経路に漏洩することを抑制でき、また、送信入力端子から入力された送信信号がスイッチ４１のオフ容量を介して非接続の出力トランスに漏洩することを抑制できる。よって、出力トランス１５および２５から出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが主面９１ａに配置され、低雑音増幅器３０が主面９１ｂに配置されている。これによれば、送信信号を増幅する電力増幅器１０Ａおよび２０Ａと、受信信号を増幅する低雑音増幅器３０とが両面に振り分けて配置されるので、送受信間のアイソレーションを向上できる。
また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、モジュール基板９１を平面視した場合に、低雑音増幅器３０と出力トランス１５および２５との間に、グランド電位に設定された外部接続端子１５０が配置されている。
これによれば、受信回路の受信感度に大きく影響する低雑音増幅器３０と、高出力の送信信号を伝送する出力トランス１５および２５との間に、グランド電極として適用される外部接続端子１５０が複数配置されるので、受信経路への送信信号およびその高調波の流入による受信感度の劣化を抑制できる。
なお、デュプレクサ６１〜６３、および整合回路５１〜５４は、主面９１ａ（第１主面）に実装されているが、主面９１ｂ（第２主面）に実装されていてもよい。また、低雑音増幅器３０、ＰＡ制御回路８０およびスイッチ４１〜４４は、主面９１ｂ（第２主面）に実装されているが、主面９１ａ（第１主面）に実装されていてもよい。
なお、モジュール基板９１は、複数の誘電体層が積層された多層構造を有し、当該複数の誘電体層の少なくとも１つには、グランド電極パターンが形成されていることが望ましい。これにより、モジュール基板９１の電磁界遮蔽機能が向上する。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、出力トランス１５および２５が、モジュール基板９１に内蔵されているが、この場合には、出力トランス１５および２５を構成するインダクタは、例えば、モジュール基板９１の導電パターンで形成された平面コイルである。このような出力トランス１５および２５の配置構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのそれぞれは、出力トランス１５および２５と重ならないことが望ましい。
出力トランス１５および２５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが近接することで出力トランス１５および２５により形成される磁界が変化しないことが望ましい。上記領域に電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが成されていないことにより、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５と重なる主面９１ｂ上の領域および主面９１ｂ上の領域には、回路部品は配置されていないことが望ましい。
出力トランス１５および２５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、他の回路部品が近接することで出力トランス１５および２５により形成される磁界が変化しないことが望ましい。上記領域に回路部品が形成されていないことにより、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
なお、出力トランス１５および２５の形成領域は、以下のように定義される。なお、以下では、出力トランス１５の形成領域について示すが、出力トランス２５の形成領域についても出力トランス１５の形成領域と同様に定義されるため、出力トランス２５の形成領域の定義については省略する。
出力トランス１５の形成領域とは、モジュール基板９１を平面視した場合、一次側コイル１５ａの形成領域と二次側コイル１５ｂの形成領域とを包含する最小領域である。
ここで、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、一次側コイル１５ａとの第１距離が略一定の区間に配置された配線導体と定義される。このとき、上記区間の両側に位置する配線導体は、一次側コイル１５ａとの距離が第１距離よりも大きい第２距離であり、二次側コイル１５ｂの一端および他端は、配線導体の一次側コイル１５ａまでの距離が第１距離から第２距離へ変化する地点である。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、二次側コイル１５ｂとの第１距離が略一定の区間に配置された配線導体と定義される。このとき、上記区間の両側に位置する配線導体は、二次側コイル１５ｂとの距離が第１距離よりも大きい第２距離であり、一次側コイル１５ａの一端および他端は、配線導体の二次側コイル１５ｂまでの距離が第１距離から第２距離へ変化する地点である。
あるいは、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、線幅が略一定の第１幅を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、線幅が略一定の第１幅を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。
あるいは、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、膜厚が略一定の第１膜厚を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、膜厚が略一定の第１膜厚を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。
あるいは、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、一次側コイル１５ａとの結合度が略一定の第１結合度を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、二次側コイル１５ｂとの結合度が略一定の第１結合度を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。
なお、外部接続端子１５０は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、樹脂部材９３をｚ軸方向に貫通する柱状電極であってもよいし、また、図５に示された、変形例３に係る高周波モジュール１Ｂのように、外部接続端子１５０は、主面９１ｂ上に形成されたバンプ電極１６０であってもよい。この場合には、主面９１ｂ側の樹脂部材９３はなくてもよい。
また、実施例１に係る高周波モジュール１Ａおよび変形例１〜２に係る高周波モジュール１Ｃ〜１Ｄにおいて、外部接続端子１５０は、主面９１ａに配置されていてもよい。また、変形例３に係る高周波モジュール１Ｂにおいて、バンプ電極１６０は、主面９１ａに配置されていてもよい。
［３．実施例２に係る高周波モジュール１Ｅの回路素子配置構成］
図６Ａは、実施例２に係る高周波モジュール１Ｅの平面構成概略図である。また、図６Ｂは、実施例２に係る高周波モジュール１Ｅの断面構成概略図であり、具体的には、図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線における断面図である。なお、図６Ａの（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図６Ａの（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置を透視した図が示されている。
実施例２に係る高周波モジュール１Ｅは、実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものであり、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと比較して、出力トランス１５および２５の配置構成が異なる。以下、実施例２に係る高周波モジュール１Ｅについて、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ｅでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａ、デュプレクサ６１、６２および６３、ならびに整合回路５１、５２、５３および５４は、モジュール基板９１の主面９１ａ（第１主面）に配置されている。一方、ＰＡ制御回路８０、出力トランス１５および２５、低雑音増幅器３０、スイッチ４１、４２、４３および４４は、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）に配置されている。ＰＡ制御回路８０、低雑音増幅器３０、スイッチ４１、４２、４３および４４は、第１回路部品の一例である。
つまり、本実施例では、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは主面９１ａに配置され、出力トランス１５および２５は主面９１ｂに配置されている。
上記構成によれば、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａ、ならび出力トランス１５および２５が、全てモジュール基板９１の片面に配置された構成と比較して、高周波モジュール１Ｅを小型化できる。よって、差動増幅型の電力増幅器を有するマルチバンド対応の小型の高周波モジュール１Ｅを提供することが可能となる。
出力トランス１５および２５は、例えば、複数のインダクタが内蔵されたチップ状の表面実装素子である。さらには、出力トランス１５および２５は、例えば、インダクタなどの受動素子がＳｉ基板の内部または表面に集積実装された集積型受動素子（ＩＰＤ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。出力トランス１５および２５がＩＰＤである場合には、高周波モジュール１Ｅの小型化を促進できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｅでは、図６Ａの（ａ）に示すように、モジュール基板９１を平面視した場合において、出力トランス１５は、電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域を構成する４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち外辺１０３（第１外辺）と対向する領域１５３（第１領域）に配置されている。また、出力トランス２５は、電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域を構成する４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち外辺２０４（第２外辺）と対向する領域２５４（第２領域）に配置されている。ここで、外辺１０３は、４つの外辺１０１、１０２、１０３および１０４のうち電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域に最も近い外辺１０１を除く外辺に含まれる。また、外辺２０４は、４つの外辺２０１、２０２、２０３および２０４のうち電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域に最も近い外辺２０１を除く外辺に含まれる。
本実施例に係る高周波モジュール１Ｅの上記構成によれば、電力増幅器１０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス１５は、電力増幅器２０Ａに最も近い外辺１０１と対向する領域には配置されていない。また、電力増幅器２０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス２５は、電力増幅器１０Ａに最も近い外辺２０１と対向する領域には配置されていない。これにより、出力トランス１５と出力トランス２５とが最近接することを回避できるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力された高出力の送信信号が互いに干渉し、当該送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
なお、高周波モジュール１Ｅにおいて、出力トランス１５が第１外辺と対向する第１領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第１外辺と出力トランス１５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。また、出力トランス２５が第２外辺と対向する第２領域に配置されている構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、第２外辺と出力トランス２５との間に、他の回路素子または回路部品が配置されていてもよい。
なお、本発明に係る高周波モジュール１は、実施例２に係る高周波モジュール１Ｅにおける出力トランス１５および２５の配置関係に限定されない。すなわち、図４Ａおよび図４Ｂに示すような出力トランス１５および２５のような配置関係であって、出力トランス１５および２５が、モジュール基板９１に内蔵形成されず、主面９１ｂに配置されていてもよい。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｅでは、出力トランス１５および２５が、主面９１ｂに配置されているが、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのそれぞれは、出力トランス１５および２５と重ならないことが望ましい。
出力トランス１５および２５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが近接することで出力トランス１５および２５により形成される磁界が変化しないことが望ましい。上記領域に電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが成されていないことにより、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｅでは、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５と重なる主面９１ｂ上の領域およびモジュール基板９１の内部領域には、回路部品は配置されていないことが望ましい。
出力トランス１５および２５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、他の回路部品が近接することで出力トランス１５および２５により形成される磁界が変化しないことが望ましい。上記領域に回路部品が形成されていないことにより、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
［３．効果など］
以上、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂを有するモジュール基板９１と、第１周波数帯域の送信信号を増幅する電力増幅器１０Ａと、第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の送信信号を増幅する電力増幅器２０Ａと、一次側コイル１５ａおよび二次側コイル１５ｂを有する出力トランス１５と、一次側コイル２５ａおよび二次側コイル２５ｂを有する出力トランス２５と、を備え、電力増幅器１０Ａは増幅素子１２および１３を有し、電力増幅器２０Ａは増幅素子２２および２３を有し、一次側コイル１５ａの一端は増幅素子１２の出力端子に接続され、一次側コイル１５ａの他端は増幅素子１３の出力端子に接続され、二次側コイル１５ｂの一端は電力増幅器１０Ａの出力端子に接続されており、一次側コイル２５ａの一端は増幅素子２２の出力端子に接続され、一次側コイル２５ａの他端は増幅素子２３の出力端子に接続され、二次側コイル２５ｂの一端は電力増幅器２０Ａの出力端子に接続されており、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは主面９１ａに配置されており、第１回路部品は主面９１ｂに配置されており、出力トランス１５および２５は、モジュール基板９１の内部、または、主面９１ｂに配置されている。
これによれば、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａ、ならび出力トランス１５および２５が、全てモジュール基板９１の片面に配置された構成と比較して、高周波モジュール１を小型化できる。よって、差動増幅型の電力増幅器を有するマルチバンド対応の小型の高周波モジュール１を提供することが可能となる。
また、高周波モジュール１において、モジュール基板９１を平面視した場合、出力トランス１５は、電力増幅器１０Ａが配置された第１矩形領域を構成する４つの外辺１０１〜１０４のうち電力増幅器２０Ａが配置された第２矩形領域に最も近い外辺１０１を除く第１外辺と対向する第１領域に配置され、出力トランス２５は、第２矩形領域を構成する４つの外辺２０１〜２０４のうち第１矩形領域に最も近い外辺２０１を除く第２外辺と対向する第２領域に配置されていてもよい。
これによれば、電力増幅器１０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス１５は、電力増幅器２０Ａに最も近い外辺１０１と対向する領域には配置されていない。また、電力増幅器２０Ａからの高出力の送信信号を伝送する出力トランス２５は、電力増幅器１０Ａに最も近い外辺２０１と対向する領域には配置されていない。これにより、出力トランス１５と出力トランス２５とが最近接することを回避できるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力された高出力の送信信号が互いに干渉し、当該送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
また、高周波モジュール１Ｄにおいて、第１領域は、第３領域、および第３領域よりも第２矩形領域から遠い第４領域を含み、第２領域は、第５領域、および第５領域よりも第１矩形領域から遠い第６領域を含み、モジュール基板９１を平面視した場合、出力トランス１５は第１領域のうちの第４領域に配置されており、出力トランス２５は第２領域のうちの第６領域に配置されていてもよい。
これによれば、出力トランス１５は、電力増幅器２０Ａに最も近い外辺１０１と対向する領域には配置されず、第１領域のうち電力増幅器２０Ａから遠い方の第４領域に配置されている。また、出力トランス２５は、電力増幅器１０Ａに最も近い外辺２０１と対向する領域には配置されず、第２領域のうち電力増幅器１０Ａから遠い方の第６領域に配置されている。これにより、出力トランス１５と出力トランス２５とが最近接することを回避できるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力された高出力の送信信号が互いに干渉し、当該送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
また、高周波モジュール１は、さらに、主面９１ｂに配置された複数の外部接続端子１５０を備えてもよい。
これにより、主面９１ａおよび９１ｂのうち、外部基板と対向する主面９１ｂには、低背化が困難な電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが配置されないので、高周波モジュール１全体を低背化することが可能となる。
また、高周波モジュール１において、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは、１つの第１半導体ＩＣに含まれていてもよい。
これによれば、送信増幅回路を小型化しつつ、送信信号の信号品質が劣化することを抑制することが可能となる。
また、高周波モジュール１は、さらに、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを制御するＰＡ制御回路８０を備え、ＰＡ制御回路８０は主面９１ｂに配置されており、出力トランス１５および２５はモジュール基板９１の内部に配置されており、モジュール基板９１を平面視した場合、ＰＡ制御回路８０と、出力トランス１５および２５とは、重ならなくてもよい。
また、高周波モジュール１は、さらに、電力増幅器１０Ａの入力端子および電力増幅器２０Ａの入力端子に接続されたスイッチ４１を備え、スイッチ４１と、出力トランス１５および２５とは、重ならなくてもよい。
これによれば、送信入力端子から入力された送信信号が、スイッチ４１のオフ容量を介して非接続の出力トランスに漏洩することを抑制できる。よって、出力トランス１５および２５から出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、高周波モジュール１は、さらに、電力増幅器１０Ａの出力端子および電力増幅器２０Ａの出力端子に接続されたスイッチ４２を備え、スイッチ４２と、出力トランス１５および２５とは、重ならなくてもよい。
これによれば、出力トランス１５および２５から出力される送信信号が、スイッチ４２のオフ容量を介して、非接続の送信経路または受信経路に漏洩することを抑制できる。よって、出力トランス１５および２５から出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、高周波モジュール１において、ＰＡ制御回路８０、スイッチ４１、およびスイッチ４２は、１つの半導体ＩＣ７０に含まれていてもよい。
これにより、ＰＡ制御回路８０、スイッチ４１および４２が近接するので、高周波モジュール１を小型化できる。また、ＰＡ制御回路８０とスイッチ４１を結ぶ制御配線、および、ＰＡ制御回路８０とスイッチ４２を結ぶ制御配線を短くできるので、当該制御配線からのノイズの発生を抑制できる。
また、高周波モジュール１Ａにおいて、出力トランス１５および２５は、モジュール基板９１の内部に配置されており、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５と、半導体ＩＣ７０とは、重ならなくてもよい。
これによれば、出力トランス１５および２５がディジタルノイズを受けることを抑制でき、また、出力トランス１５および２５から出力される送信信号がスイッチ４２のオフ容量を介して非接続の送信経路または受信経路に漏洩することを抑制でき、また、送信入力端子から入力された送信信号がスイッチ４１のオフ容量を介して非接続の出力トランスに漏洩することを抑制できる。よって、出力トランス１５および２５から出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、高周波モジュール１は、さらに、主面９１ｂに配置された低雑音増幅器３０を備え、モジュール基板９１を平面視した場合に、低雑音増幅器３０と出力トランス１５および２５との間に、グランド電位に設定された外部接続端子１５０が配置されていてもよい。
これによれば、受信回路の受信感度に大きく影響する低雑音増幅器３０と、高出力の送信信号を伝送する出力トランス１５および２５との間に、グランド電極として適用される外部接続端子１５０が複数配置されるので、受信経路への送信信号およびその高調波の流入による受信感度の劣化を抑制できる。
また、通信装置５は、アンテナ２と、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール１と、を備える。
これにより、差動増幅型の電力増幅器を有し、送信信号の品質劣化が抑制されたマルチバンド対応の通信装置５を提供することが可能となる。
（その他の実施の形態など）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置について、実施の形態、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュールおよび通信装置は、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態、実施例および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールおよび通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態、実施例および変形例に係る高周波モジュールおよび通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
本発明は、マルチバンド対応のフロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ 高周波モジュール
２ アンテナ
３ ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
４ ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
５ 通信装置
１０、２０ 送信増幅回路
１０Ａ、２０Ａ 電力増幅器
１１、１２、１３、２１、２２、２３ 増幅素子
１４、２４ 段間トランス
１４ａ、１５ａ、２４ａ、２５ａ 一次側コイル
１４ｂ、１５ｂ、２４ｂ、２５ｂ 二次側コイル
１５、２５ 出力トランス
１６、２６ キャパシタ
３０ 低雑音増幅器
４１、４２、４３、４４ スイッチ
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ 共通端子
４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ 選択端子
５１、５２、５３、５４ 整合回路
６１、６２、６３ デュプレクサ
６１Ｒ、６２Ｒ、６３Ｒ 受信フィルタ
６１Ｔ、６２Ｔ、６３Ｔ 送信フィルタ
７０、７５ 半導体ＩＣ
８０ ＰＡ制御回路
９１ モジュール基板
９１ａ、９１ｂ 主面
９２、９３ 樹脂部材
９５Ｖ ビア導体
１００ アンテナ接続端子
１０１、１０２、１０３、１０４、２０１、２０２、２０３、２０４ 外辺
１１１、１１２、１２１、１２２ 送信入力端子
１１５、１２５ 入力端子
１１６、１２６ 出力端子
１３０ 受信出力端子
１４０ 制御信号端子
１５０ 外部接続端子
１５３、１５４、１５５、１５６、２５３、２５４、２５５、２５６ 領域
１６０ バンプ電極

Claims (12)

  1. 互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、
    第１周波数帯域の送信信号を増幅可能な第１電力増幅器と、
    前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の送信信号を増幅可能な第２電力増幅器と、
    第１コイルおよび第２コイルを有する第１出力トランスと、
    第３コイルおよび第４コイルを有する第２出力トランスと、を備え、
    前記第１電力増幅器は、第１増幅素子および第２増幅素子を有し、
    前記第２電力増幅器は、第３増幅素子および第４増幅素子を有し、
    前記第１コイルの一端は前記第１増幅素子の出力端子に接続され、前記第１コイルの他端は前記第２増幅素子の出力端子に接続され、前記第２コイルの一端は、前記第１電力増幅器の出力端子に接続されており、
    前記第３コイルの一端は前記第３増幅素子の出力端子に接続され、前記第３コイルの他端は前記第４増幅素子の出力端子に接続され、前記第４コイルの一端は、前記第２電力増幅器の出力端子に接続されており、
    前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器は、前記第１主面に配置されており、
    前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記モジュール基板の内部、または、前記第２主面に配置されている、
    高周波モジュール。
  2. 前記モジュール基板を平面視した場合において、前記第１出力トランスは、前記第１電力増幅器が配置された第１矩形領域を構成する４つの外辺のうち前記第２電力増幅器が配置された第２矩形領域に最も近い外辺を除く第１外辺と対向する第１領域に配置され、前記第２出力トランスは、前記第２矩形領域を構成する４つの外辺のうち前記第１矩形領域に最も近い外辺を除く第２外辺と対向する第２領域に配置されている、
    請求項１に記載の高周波モジュール。
  3. 前記第１領域は、第３領域、および前記第３領域よりも前記第２矩形領域から遠い第４領域を含み、
    前記第２領域は、第５領域、および前記第５領域よりも前記第１矩形領域から遠い第６領域を含み、
    前記モジュール基板を平面視した場合、
    前記第１出力トランスは、前記第１領域のうちの前記第４領域に配置されており、
    前記第２出力トランスは、前記第２領域のうちの前記第６領域に配置されている、
    請求項２に記載の高周波モジュール。
  4. さらに、
    前記第２主面に配置された複数の外部接続端子を備える、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  5. 前記第１電力増幅器と前記第２電力増幅器とは、１つの第１半導体ＩＣに含まれている、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  6. さらに、
    前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器を制御する制御回路を備え、
    前記制御回路は、前記第２主面に配置されており、
    前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記モジュール基板の内部に配置されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合、前記制御回路と、前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスとは、重ならない、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  7. さらに、
    前記第１電力増幅器の出力端子および前記第２電力増幅器の出力端子に接続された第１スイッチを備え、
    前記第１スイッチは、前記第２主面に配置されており、
    前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記モジュール基板の内部に配置されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１スイッチと、前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスとは、重ならない、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  8. さらに、
    前記第１電力増幅器の入力端子および前記第２電力増幅器の入力端子に接続された第２スイッチを備え、
    前記第２スイッチは、前記第２主面に配置されており、
    前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記モジュール基板の内部に配置されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合、前記第２スイッチと、前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスとは、重ならない、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  9. さらに、
    前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器を制御する制御回路と、
    前記第１電力増幅器の出力端子および前記第２電力増幅器の出力端子に接続された第１スイッチと、
    前記第１電力増幅器の入力端子および前記第２電力増幅器の入力端子に接続された第２スイッチと、を備え、
    前記制御回路、前記第１スイッチ、および前記第２スイッチは、１つの第２半導体ＩＣに含まれており、
    前記第２半導体ＩＣは、前記第２主面に配置されている、
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  10. 前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記モジュール基板の内部に配置されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスと、前記第２半導体ＩＣとは、重ならない、
    請求項９に記載の高周波モジュール。
  11. さらに、前記第２主面に配置された、受信信号を増幅可能な低雑音増幅器を備え、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスと前記低雑音増幅器との間に、グランド電位に設定された外部接続端子が配置されている、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  12. アンテナと、
    前記アンテナで送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
    前記アンテナと前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    通信装置。
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