JP3851144B2

JP3851144B2 - Antenna switch circuit and antenna switch module

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Publication number: JP3851144B2
Application number: JP2001342668A
Authority: JP
Inventors: 智之五井; 拓也安達
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: JP2003152589A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機や、無線通信機能を有する携帯情報端末（ＰＤＡ）等の各種移動体通信機器に用いられるアンテナスイッチ回路及びアンテナスイッチモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来例について説明する。
【０００３】
従来、デジタル（ＴＤＭＡ）方式の携帯電話機において、１本のアンテナで送受信を切り換えるために高周波スイッチを用いたアンテナスイッチモジュール（以下「ＡＳＭ」とも記す）が知られていた（特開２００１−１０２９５７公報参照）。
【０００４】
また、小型、低背化のため、ＡＳＭを構成するキャパシタ及びインダクタなどの素子を多層基板内に積層し、高周波スイッチにダイオードスイッチ回路が用いられてきたが、構成する部品点数が多く、加えて消費電力が大きい。そこで、近年、ＦＥＴスイッチを用いたモジュールも開発されており、これにより、部品点数削減、小型化、低消費電力化を実現したものが知られていた（特開２００１−１８５９０２公報参照）。
【０００５】
ところで、ＡＳＭの受信部には、弾性表面波フィルタ（以下「ＳＡＷフィルタ」と記す）が搭載又は外付けされることが多く、送受信の切り換えにダイオードスイッチ回路を使用する場合、そのコントロール電圧がＳＡＷフィルタにかかると、静電破壊や信頼性特性の劣化を起こすため、これを遮断するためにブロッキングキャパシタを挿入する。
【０００６】
ＦＥＴスイッチの場合、負電圧駆動の構成であればコントロール電圧がスイッチ出力に現れることはないが、多くのＦＥＴスイッチは正電圧駆動であり、この場合はＦＥＴスイッチの入出力にコントロール電圧と略等しい電圧が現れるため、ダイオードスイッチ回路と同様、ＳＡＷフィルタの入力部にブロッキングキャパシタを挿入する必要がある。
【０００７】
前記のようなブロッキングキャパシタを多層基板内に積層する場合、限られた空間で素子を形成するため、他の内蔵素子との相互干渉及び寄生容量によって、ＡＳＭとＳＡＷフィルタとのインピーダンスマッチングに影響を与える。これによって挿入損失が劣化し、歩留りも悪くなることが知られている（“ベアチップＳＡＷフィルタのセラミック積層アンテナスイッチモジュールへの応用”日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会第７３回研究会資料、ｐｐ１３、２００１参照）。
【０００８】
また、高周波スイッチにダイオードスイッチ回路を用いたＡＳＭに関しては、ＳＡＷフィルタと直列に接続するブロッキングキャパシタの要らない構成が提案されていた（特開平１１−１５４８０４号公報参照）。しかしながら、前記提案のようなダイオードスイッチ回路を用いた構成では、部品点数が多い、消費電力が大きいなどの課題が残る。
【０００９】
次に、従来のＡＳＭの回路構成の１例を具体的に説明する。図６は従来例の説明図であり、Ａ図はアンテナスイッチ回路、Ｂ図はＦＥＴスイッチの構成図である。
【００１０】
図６に示した例では、アンテナ（ＡＮＴ）１をＦＥＴスイッチ２に接続し、該ＦＥＴスイッチ２の切り換えにより、ＳＡＷフィルタ３−１、３−２やローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」と記す）４−１、４−２を介して送信部と受信部の切り換えを行うように構成されている。
【００１１】
この場合、図６のＡ図に示したように、外部から印加するコントロール電圧の制御でＦＥＴスイッチ２を切り換えることにより、アンテナ１を、▲１▼：ＳＡＷフィルタ３−１を介してＥＧＳＭ／Ｒｘ（ＥＧＳＭの受信部）へ接続する、▲２▼：ＬＰＦ４−１を介してＥＧＳＭ／Ｔｘ（ＥＧＳＭの送信部）へ接続する、▲３▼：ＳＡＷフィルタ３−２を介してＤＣＳ／Ｒｘ（ＤＣＳの受信部）へ接続する、▲４▼：ＬＰＦ４−２を介してＤＣＳ／Ｔｘ（ＤＣＳの送信部）へ接続する、の４通りの切り換えができるようになっている。
【００１２】
また、ＦＥＴスイッチ２は、図６のＢ図に示したように構成されている。この例では、ＦＥＴスイッチ２は、ＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、キャパシタＣ１、Ｃ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４等で構成されており、外部の制御手段からコントロール電圧Ｖｃ１の反転電圧、Ｖｃ１、Ｖｃ２、Ｖｃ２の反転電圧を図示のように印加することでＦＥＴＱ１〜Ｑ４をＯＮ／ＯＦＦ制御するようになっている。
【００１３】
このように制御を行い、アンテナ１を、送信部（Ｔｘ）と受信部（Ｒｘ）とに接続切り換えをする。この場合、キャパシタＣ１、Ｃ２は、印加されたコントロール電圧により、ＦＥＴのゲート−ソース間容量を介して該コントロール電圧に略等しい電圧で充電される。
【００１４】
従って、例えば、Ｖｃ１の反転電圧＝０Ｖ、Ｖｃ１＝＋Ｖ、Ｖｃ２＝０、Ｖｃ２の反転電圧＝＋Ｖとなるコントロール電圧が印加すると、Ｑ１がＯＦＦ、Ｑ２がＯＮ、Ｑ３がＯＦＦ、Ｑ４がＯＮになり、アンテナ１が送信部（Ｔｘ）側に切り換わる。この時、Ｖｃ２の反転電圧＝＋Ｖにより充電されたキャパシタＣ２の電圧（略コントロール電圧と同じ電圧）が、ＦＥＴスイッチ２から現れ、この電圧がＳＡＷフィルタ３−１、又は３−２に入力する。
【００１５】
そのため、図７に示したように、ＳＡＷフィルタ３の入力部に前記電圧をブロックするためのブロッキングキャパシタ７を接続する必要がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のものにおいては、次のような課題があった。
【００１７】
前記のように、ＦＥＴスイッチの切り換えによりＳＡＷフィルタやＬＰＦを介して送信部と受信部との切り換えを行うアンテナスイッチ回路では、コントロール電圧の印加によりＦＥＴスイッチの切り換えを行うが、このＦＥＴスイッチの切り換え動作に伴って該ＦＥＴスイッチの入出力側にコントロール電圧と略等しい電圧が発生し、この電圧がＳＡＷフィルタに印加することがある。そこで、従来はＳＡＷフィルタの入力部にブロッキングキャパシタを接続することが行われていた。
【００１８】
また、ＡＳＭを製作するため、前記ブロッキングキャパシタをセラミック多層基板内に積層しようとすると、限られた空間で素子を形成するため、他の内蔵素子との相互干渉及び寄生容量によって、ＡＳＭとＳＡＷフィルタとのインピーダンスマッチングに影響を与える。これによって挿入損失が劣化し、歩留りも悪くなる、という課題があった。
【００１９】
本発明は、このような従来の課題を解決し、ＦＥＴスイッチをＳＡＷフィルタに接続する際に、ブロッキングキャパシタが不要な構成を実現させ、これにより、ＡＳＭとＳＡＷフィルタとのインピーダンスマッチングを容易にし、挿入損失の改善や製品の歩留りを向上させることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記の目的を達成するため、次のように構成した。
【００２１】
すなわち、電界効果型トランジスタをスイッチ素子として用い、外部から供給されるコントロール電圧により前記スイッチ素子を制御してアンテナを送信部側と受信部側とに切り換えるためのＦＥＴスイッチと、該ＦＥＴスイッチが受信部側へ切り換えられた際、前記ＦＥＴスイッチを介してアンテナに接続される弾性表面波フィルタを有するアンテナスイッチ回路において、前記弾性表面波フィルタの入力部と接地部間にインダクタを接続すると共に、前記弾性表面波フィルタの接地部をキャパシタを介して接地電位に接続した。
【００２２】
また、電界効果型トランジスタをスイッチ素子として用い、外部から供給されるコントロール電圧により前記スイッチ素子を制御してアンテナを送信部側と受信部側とに切り換えるためのＦＥＴスイッチと、該ＦＥＴスイッチが受信部側へ切り換えられた際、前記ＦＥＴスイッチを介してアンテナに接続される弾性表面波フィルタを備えたアンテナスイッチ回路において、前記コントロール電圧を印加するためのＦＥＴスイッチのコントロール電圧入力部と、前記弾性表面波フィルタの接地部間を直結した。
【００２３】
また、電界効果型トランジスタをスイッチ素子として用い、外部から供給されるコントロール電圧により前記スイッチ素子を制御してアンテナを送信部側と受信部側とに切り換えるためのＦＥＴスイッチと、該ＦＥＴスイッチが受信部側へ切り換えられた際、前記ＦＥＴスイッチを介してアンテナに接続される弾性表面波フィルタを有し、前記弾性表面波フィルタの入力部と接地部間にインダクタを接続すると共に、前記弾性表面波フィルタの接地部をキャパシタを介して接地電位に接続した回路構成の各部品を多層基板に実装したアンテナスイッチモジュールであって、前記弾性表面波フィルタとＦＥＴスイッチとキャパシタを前記多層基板の表面に搭載し、前記インダクタを含む他の部品を前記多層基板に内蔵すると共に、前記多層基板内の導体により、前記弾性表面波フィルタの入力端子と接地端子（ＧＮＤ端子）間にインダクタを接続し、前記弾性表面波フィルタの接地端子（ＧＮＤ端子）をキャパシタを介して多層基板の接地端子に接続した。
【００２４】
また、電界効果型トランジスタをスイッチ素子として用い、外部から供給されるコントロール電圧により前記スイッチ素子を制御してアンテナを送信部側と受信部側とに切り換えるためのＦＥＴスイッチと、該ＦＥＴスイッチが受信部側へ切り換えられた際、前記ＦＥＴスイッチを介してアンテナに接続される弾性表面波フィルタを有し、前記弾性表面波フィルタの入力部と接地部間にインダクタを接続すると共に、前記弾性表面波フィルタの接地部をキャパシタを介して接地電位に接続した回路構成の各部品を多層基板に実装したアンテナスイッチモジュールであって、前記弾性表面波フィルタとＦＥＴスイッチを前記多層基板の表面に搭載し、前記インダクタとキャパシタを含む他の部品を前記多層基板に内蔵すると共に、前記多層基板内の導体により、前記弾性表面波フィルタの入力端子と接地端子（ＧＮＤ端子）間にインダクタを接続し、前記弾性表面波フィルタの接地端子（ＧＮＤ端子）をキャパシタを介して多層基板の接地端子に接続した。
【００２５】
また、電界効果型トランジスタをスイッチ素子として用い、外部から供給されるコントロール電圧により前記スイッチ素子を制御して、アンテナを送信部側と受信部側とに切り換えるためのＦＥＴスイッチと、該ＦＥＴスイッチが受信部側へ切り換えられた際、前記ＦＥＴスイッチを介してアンテナに接続される弾性表面波フィルタを有し、前記コントロール電圧を入力するＦＥＴスイッチのコントロール電圧入力部と、前記弾性表面波フィルタの接地部間を直結した回路構成の各部品を多層基板に実装したアンテナスイッチモジュールであって、前記ＦＥＴスイッチと、弾性表面波フィルタを前記セラミック多層基板の表面層上に搭載し、他の部品を前記多層基板に内蔵すると共に、前記多層基板内の導体により、前記ＦＥＴスイッチのコントロール電圧入力端子と弾性表面波フィルタの接地端子（ＧＮＤ端子）とを直結した。
【００２６】
（作用）
前記のように、弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）の入力部（入力端子）と接地部（ＧＮＤ端子）間にインダクタを接続すると共に、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）をキャパシタを介して接地電位に接続している。
【００２７】
このようにすれば、ＦＥＴスイッチで発生したコントロール電圧と略等しい電圧が、インダクタを介して弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）にも掛かるので、弾性表面波フィルタの入力部（入力端子）と接地部（ＧＮＤ端子）間に殆ど電位差が生じない。
【００２８】
また、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）は、キャパシタにより高周波的に接地されているので、弾性表面波フィルタの高周波信号処理に悪影響を与えない。また、部品を多層基板に内蔵している分、アンテナスイッチモジュールの小型、低背化が実現できる。
【００２９】
このように、ブロッキングキャパシタが不要な構成を実現させ、これにより、アンテナスイッチモジュールと弾性表面波フィルタとのインピーダンスマッチングを容易にし、挿入損失の改善や製品の歩留りを向上させることが可能になる。
【００３０】
また、コントロール電圧を印加するためのＦＥＴスイッチのコントロール電圧入力部（入力端子）と、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）間を直結している。
【００３１】
このため、弾性表面波フィルタが選択接続された場合には、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）にはコントロール電圧が印加するので、ＦＥＴスイッチでコントロール電圧と略等しい電圧が発生しても、弾性表面波フィルタの入力部（入力端子）と接地部（ＧＮＤ端子）間に殆ど電位差が生じない。
【００３２】
従って、従来のようなブロッキングキャパシタが不要な構成を実現させ、アンテナスイッチモジュールの小型、低背化が実現できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明では、弾性表面波フィルタを「ＳＡＷフィルタ」、接地部（又は接地端子）をＧＮＤ部（又はＧＮＤ端子）、電界効果型トランジスタを「ＦＥＴ」と記す。
【００３４】
§１：例１の説明
(1) ：例１のアンテナスイッチ回路
図１は例１のアンテナスイッチ回路を示した図である。アンテナスイッチ回路は、アンテナを受信部と送信部とに切り換えるための回路であり、切り換え用のスイッチ素子として、ＧａＡｓＦＥＴ（以下、単に「ＦＥＴ」と記す）を使用したＦＥＴスイッチ２が使用される。
【００３５】
このＦＥＴスイッチ２には、コントロール電圧１及びコントロール電圧２を入力する第１のコントロール電圧入力端子１１と、第２のコントロール電圧入力端子１２が設けてある。そして、ＦＥＴスイッチ２では、前記第１のコントロール電圧入力端子１１と、第２のコントロール電圧入力端子１２に入力するコントロール電圧１及びコントロール電圧２の制御により、ＦＥＴスイッチ２のＦＥＴを切り換え制御するように構成されている。なお、ＦＥＴスイッチ２の詳細な構成と動作は、図６のＢ図に示したものと同じであり、このようなＦＥＴスイッチ２は市販されているので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３６】
また、ＦＥＴスイッチ２の出力側には、受信部へ接続されたＳＡＷフィルタ３と、送信部へ接続されたローパスフィルタ４が接続されており、従来例と同様に、ＦＥＴスイッチ２の切り換え制御により送受信の切り換えを行うように構成されている。なお、前記ＳＡＷフィルタ３はバンドパスフィルタとして機能するものである。
【００３７】
このような構成の回路において、ＦＥＴスイッチ２の切り換え制御が行われた際、ＦＥＴスイッチ２の出力側にはコントロール電圧に略等しい電圧（直流電圧）が発生することは従来例で述べた通りである。
【００３８】
そこで、例１では、ＳＡＷフィルタ３の入力部（入力端子）１３と接地部（ＧＮＤ端子）１６間にインダクタ１４を接続すると共に、ＳＡＷフィルタ３の接地部（ＧＮＤ端子）をキャパシタ１５を介して接地電位に接続する。このようにすれば、ＦＥＴスイッチ２で発生した電圧（コントロール電圧に略等しい電圧）が、インダクタ１４を介してＳＡＷフィルタ３の入力部（入力端子）と接地部（ＧＮＤ端子）１６に印加するが、入力部と接地部間の電位差は殆ど無く、ＳＡＷフィルタ３に悪影響を与えない。
【００３９】
また、キャパシタ１５は、高周波接地用のキャパシタであり、高周波信号に対しては、極めて低インピーダンスであり、ＳＡＷフィルタ３のＧＮＤ部（ＧＮＤ端子）をＧＮＤ電位にする。このような構成により、ＳＡＷフィルタ３の入力部（入力端子）からインダクタ１４を介して、ＳＡＷフィルタ３の接地部（ＧＮＤ端子）にコントロール電圧をかけることができる。
【００４０】
このようにすれば、コントロール電圧１、又はコントロール電圧２がＯＮ制御の電圧である場合、ＳＡＷフィルタ３の入力部と接地部に略等しい電圧がかかるので、ＳＡＷフィルタ３の入力部と接地部間には、実質的に電位差が生じない。従って、従来例のようなブロッキングキャパシタの不要なアンテナスイッチ回路が実現できる。
【００４１】
(2) ：例１のアンテナスイッチモジュール
図２は例１、例２のアンテナスイッチモジュールを示した図であり、Ａ図は例１のアンテナスイッチモジュール、Ｂ図は例２のアンテナスイッチモジュールを示す。図２に示した例１、例２のアンテナスイッチモジュールは、図１に示した例１のアンテナスイッチ回路の各構成部品をセラミック多層基板に実装した例であり、以下、具体的に説明する。
【００４２】
▲１▼：例１のアンテナスイッチモジュール
図２のＡ図に示した例１のアンテナスイッチモジュールは、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）によるセラミック多層基板（以下、単に「多層基板」と記す）に、図１に示したアンテナスイッチ回路を構成する部品である、ＦＥＴスイッチ２、ＳＡＷフィルタ３、インダクタ１４、キャパシタ１５、ローパスフィルタ４等を実装したものであり、前記キャパシタ１５として、チップコンデンサを外付けした例である。
【００４３】
図２のＡ図に示したように、多層基板２７の内部層には、インダクタ１４（図のＬで示した点線内）、ローパスフィルタ４の構成部品や必要な配線等が、導体パターンにより形成され、多層基板２７に内蔵されている。また、多層基板２７の表面には、ＳＡＷフィルタ３、ＦＥＴスイッチ２、チップコンデンサからなるキャパシタ１５が搭載されると共に、部品間を接続するための電極パッド１７が形成されている。
【００４４】
また、多層基板２７の裏面には、アンテナスイッチモジュールから外部へ接続するための各種の裏面側電極が設けてある。この裏面側電極としては、ＧＮＤ電位に接続するためのＧＮＤ電極２１、受信部へ接続するための受信部側電極（Ｒｘ）２２、アンテナへ接続するためのアンテナ側電極２３、送信部へ接続するための送信部側電極（Ｔｘ）２４等が設けてある。
【００４５】
そして、多層基板２７の表面に搭載した部品と、多層基板２７に内蔵した部品や内部配線１８と多層基板２７の裏面に設けた裏面電極とを、電極パッド１７や内部配線１８、ビア１９等を介して接続する。また、多層基板２７の表面側の上には、シールドケース２６を被せて多層基板２７に固定しアンテナスイッチモジュールとする。
【００４６】
▲２▼：例２のアンテナスイッチモジュール
図２のＢ図に示した例２のアンテナスイッチモジュールは、多層基板２７に、図１に示したアンテナスイッチ回路を構成する部品である、ＦＥＴスイッチ２、ＳＡＷフィルタ３、インダクタ１４、キャパシタ１５、ローパスフィルタ４等を搭載したものであり、インダクタ１４やキャパシタ１５を多層基板２７に内蔵した例である。
【００４７】
図２のＢ図に示したように、多層基板２７の内部層には、インダクタ１４（図のＬで示した点線内）、キャパシタ１５（図のＣで示した点線内）、ローパスフィルタ４の構成部品や必要な配線等が、導体パターンにより形成され、多層基板２７に内蔵されている。また、多層基板２７の表面には、ＳＡＷフィルタ３、ＦＥＴスイッチ２が搭載されると共に、部品間を接続するための電極パッド１７が形成されている。
【００４８】
また、多層基板２７の裏面には、アンテナスイッチモジュールから外部へ接続するための各種の裏面側電極が設けてある。この裏面側電極としては、ＧＮＤ電位に接続するためのＧＮＤ電極２１、受信部へ接続するための受信部側電極（Ｒｘ）２２、アンテナへ接続するためのアンテナ側電極２３、送信部へ接続するための送信部側電極（Ｔｘ）２４等が設けてある。
【００４９】
そして、多層基板２７の表面に搭載した部品と、多層基板２７に内蔵した部品や内部配線１８と多層基板２７の裏面に設けた裏面電極とを、電極パッド１７や内部配線１８、ビア１９等を介して接続する。また、多層基板２７の表面側の上には、シールドケース２６を被せて多層基板２７に固定しアンテナスイッチモジュールとする。
【００５０】
なお、前記インダクタ１４及びキャパシタ１５について、素子定数を決定するため、各種定数の素子を用いたサンプルで実験を行った結果、以下のことが判った。すなわち、前記実験の結果、インダクタ１４は１ｎＨ〜１００ｎＨの範囲、キャパシタ１５は１０ｐＦ〜１００ｐＦの範囲の素子定数を用いると、良好な特性が得られ、かつモジュールの作製に好適であることが判った。
【００５１】
この場合、インダクタ１４は、１ｎＨ以下の素子を用いるとインピーダンス値が低くなり、インピーダンスマッチングが取れなくなった。また、１００ｎＨ以上の素子を用いると、素子値（インダクタンス値）が大きく、外形寸法も大きくなる。そのため、モジュールの大きさが限られた大きさの場合、多層基板上に搭載若しくは内蔵することが困難となることが判った。
【００５２】
また、キャパシタ１５は１０ｐＦ以下の素子を用いると、キャパシタ１５のインピーダンス値が高くなり、高周波接地がとれなくなる。また、１００ｐＦ以上の素子を用いると、素子値（キャパシタンス値）が大きく、外形寸法も大きくなり、前記多層基板に搭載若しくは内蔵することが困難となることが判った。従って、前記のようにインダクタ１４は１ｎＨ〜１００ｎＨの範囲、キャパシタ１５は１０ｐＦ〜１００ｐＦの範囲の素子定数を用いると、良好な特性が得られ、かつモジュールの作製に好適であることが判った。
【００５３】
図３は、前記範囲の素子定数を用いて実験を行い特性を求めたので、その結果の特性を図３に基づいて説明する。なお、この実験では、比較のため、従来例についても実験を行い、その結果の特性を図３に示してある。
【００５４】
図３は、アンテナ−受信部間挿入損失の周波数特性である。この実験では、例１のアンテナスイッチモジュール（図２参照）において、インダクタ１４を６ｎＨ、キャパシタ１５を２０ｐＦとしたサンプルを用いて実験を行った。
【００５５】
図３において、横軸は周波数（ＭＨ_Z）、縦軸はアンテナ−受信部間挿入損失（ｄＢ）を示す。また、図３の▲１▼の特性は従来例のサンプル、▲２▼の特性は本発明のサンプルの特性である。また、横軸の周波数は、自動車、携帯電話システム等に使用される通信方式の一種であるＤＣＳ（Digital Cellular System ）の帯域周波数に合わせてある。
【００５６】
図３において、▲１▼で示した従来例の特性は、帯域内でリップルの大きい特性となっている。これはインピーダンスマッチングが完全にとれていない状態であり、好ましい特性ではない。しかし、▲２▼で示した本発明の特性は、帯域内でリップルの極めて小さい特性であり、インピーダンスマッチングが取れている状態を示している。このように、本発明のサンプルの特性は、従来例のサンプルの特性よりも改善されていることが明らかである。
【００５７】
§２：例２の説明
(1) ：例２のアンテナスイッチ回路
図４は例２のアンテナスイッチ回路を示した図である。アンテナスイッチ回路は、アンテナを受信部と送信部とに切り換えるための回路であり、切り換え用のスイッチとして、例１と同様のＦＥＴスイッチ２が使用されている。
【００５８】
このＦＥＴスイッチ２には、コントロール電圧１及びコントロール電圧２を入力するための第１のコントロール電圧入力端子１１と、第２のコントロール電圧入力端子１２が設けてある。そして、ＦＥＴスイッチ２では、前記第１のコントロール電圧入力端子１１と、第２のコントロール電圧入力端子１２に入力するコントロール電圧１及びコントロール電圧２の制御により、ＦＥＴスイッチ２のＦＥＴを切り換え制御するように構成されている。
【００５９】
また、ＦＥＴスイッチ２の出力側には、受信部へ接続されたＳＡＷフィルタ３と、送信部へ接続されたローパスフィルタ４が接続されており、前記のように、ＦＥＴスイッチ２の切り換え制御により送受信の切り換えを行うように構成されている。なお、前記ＳＡＷフィルタ３はバンドパスフィルタとして機能するものである。
【００６０】
このような構成の回路において、ＦＥＴスイッチ２の切り換え制御が行われた際、ＦＥＴスイッチ２の出力側には、コントロール電圧に略等しい電圧（直流電圧）が発生することは従来例で述べた通りである。
【００６１】
そこで、例２では、第１のコントロール電圧入力端子１１と、ＳＡＷフィルタ３の接地部１６との間を直結する。このようにすると、ＳＡＷフィルタ３の接地部１６には、第１のコントロール電圧が印加される。このような構成により、ＳＡＷフィルタ３の接地部１６にコントロール電圧をかけることができる。このようにすれば、従来例のようなブロッキングキャパシタの不要なアンテナスイッチ回路が実現できる。
【００６２】
(2) ：例３のアンテナスイッチモジュール
図５は例３のアンテナスイッチモジュールを示した図である。図５に示した例３のアンテナスイッチモジュールは、図４に示した例２のアンテナスイッチ回路を構成する部品を多層基板２７に実装した例であり、以下、具体的に説明する。
【００６３】
このアンテナスイッチモジュールは、例１のアンテナスイッチモジュールと同様に、低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ）による多層基板（以下、単に「多層基板」と記す）に、図４に示したアンテナスイッチ回路を構成する部品である、ＦＥＴスイッチ２、ＳＡＷフィルタ３、ローパスフィルタ４等を搭載したものである。
【００６４】
図５に示したように、多層基板２７の内部層には、ローパスフィルタ４の構成部品や必要な配線導体等が導体パターンにより形成され、内蔵されている。また、多層基板２７の表面には、ＳＡＷフィルタ３、ＦＥＴスイッチ２が搭載されると共に、部品間を接続するための電極パッド１７が形成されている。
【００６５】
また、多層基板２７の裏面には、アンテナスイッチモジュールから外部へ接続するための各種の裏面側電極が設けてある。この裏面側電極としては、ＧＮＤ電位に接続するためのＧＮＤ電極２１、受信部へ接続するための受信側電極（Ｒｘ）２２、アンテナへ接続するためのアンテナ側電極２３、送信部へ接続するための送信部側電極（Ｔｘ）２４等が設けてある。
【００６６】
そして、多層基板２７の表面に搭載した部品と、多層基板２７に内蔵した部品や内部配線１８と、セラミック多層基板２７の裏面に設けた裏面電極とを、電極パッド１７やビア１９を介して接続する。また、前記セラミック多層基板２７の表面側の上には、シールドケース２６を被せてセラミック多層基板２７に固定し、アンテナスイッチモジュールとする。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。
【００６８】
(1) ：アンテナスイッチ回路又はアンテナスイッチモジュールにおいて、弾性表面波フィルタの入力部（入力端子）と接地部（ＧＮＤ端子）間にインダクタを接続すると共に、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）をキャパシタを介して接地電位に接続している。
【００６９】
このようにすれば、ＦＥＴスイッチで発生したコントロール電圧と略等しい電圧が、インダクタを介して弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）にも掛かるので、弾性表面波フィルタの入力部（入力端子）と接地部（ＧＮＤ端子）間に殆ど電位差が生じない。また、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）は、キャパシタにより高周波的に接地されているので、弾性表面波フィルタの高周波信号処理に悪影響を与えない。
【００７０】
また、弾性表面波フィルタの帯域内の入出力インピーダンスは容量性であることが多いので、前記インダクタの接続により、インピーダンスマッチングが容易であり、特性が改善される。
【００７１】
このように、従来のようなブロッキングキャパシタが不要な構成を実現させ、これにより、アンテナスイッチモジュールと弾性表面波フィルタとのインピーダンスマッチングを容易にし、挿入損失の改善や製品の歩留りを向上させることが可能になる。
【００７２】
(2) ：アンテナスイッチ回路又はアンテナスイッチモジュールにおいて、コントロール電圧を印加するためのＦＥＴスイッチのコントロール電圧入力部（コントロール電圧入力端子）と、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）間を直結している。
【００７３】
このため、弾性表面波フィルタが選択接続された場合には、弾性表面波フィルタの接地部（ＧＮＤ端子）にはコントロール電圧が印加するので、ＦＥＴスイッチでコントロール電圧と略等しい電圧が発生しても、弾性表面波フィルタの入力部（入力端子）と接地部（ＧＮＤ端子）間に殆ど電位差が生じない。従って、従来のようなブロッキングキャパシタが不要な構成を実現させることが可能になる。
【００７４】
(3) ：アンテナスイッチモジュールにおいて、弾性表面波フィルタとＦＥＴスイッチとキャパシタを多層基板の表面に搭載し、インダクタを含む他の部品を多層基板に内蔵すると共に、多層基板内の導体により、弾性表面波フィルタの入力端子とＧＮＤ端子間にインダクタを接続し、前記弾性表面波フィルタのＧＮＤ端子を前記キャパシタを介して多層基板のＧＮＤ端子に接続した。
【００７５】
このように、インダクタを含む他の部品を多層基板に内蔵しているので、その分、アンテナスイッチモジュールの小型化を実現できる。
【００７６】
(4) ：アンテナスイッチモジュールにおいて、弾性表面波フィルタとＦＥＴスイッチを多層基板の表面に搭載し、インダクタとキャパシタを含む他の部品を多層基板に内蔵すると共に、多層基板内の導体により、弾性表面波フィルタの入力端子とＧＮＤ端子間にインダクタを接続し、弾性表面波フィルタのＧＮＤ端子をキャパシタを介して多層基板のＧＮＤ端子に接続した。
【００７７】
このように、インダクタとキャパシタを含む他の部品を多層基板に内蔵しているので、その分、アンテナスイッチモジュールの小型化を実現できる。
【００７８】
(5) ：アンテナスイッチモジュールにおいて、ＦＥＴスイッチと、弾性表面波フィルタと、キャパシタを多層基板の表面層上に搭載し、他の部品を多層基板に内蔵すると共に、多層基板内の導体により、ＦＥＴスイッチのコントロール電圧入力端子と弾性表面波フィルタのＧＮＤ端子とを直結した。このように、前記他の部品を多層基板に内蔵しているので、その分、アンテナスイッチモジュールの小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における例１のアンテナスイッチ回路の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態における例１、例２のアンテナスイッチモジュールを示した図であり、Ａ図は例１のアンテナスイッチモジュール、Ｂ図は例２のアンテナスイッチモジュールである。
【図３】本発明の実施の形態におけるアンテナ−受信部間挿入損失の周波数特性である。
【図４】本発明の実施の形態における例２のアンテナスイッチ回路である。
【図５】本発明の実施の形態における例３のアンテナスイッチモジュールである。
【図６】従来例の説明図であり、Ａ図はアンテナスイッチ回路、Ｂ図はＦＥＴスイッチの構成図である。
【図７】従来例のアンテナスイッチ回路である。
【符号の説明】
１アンテナ
２ＦＥＴスイッチ
３弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）
４ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
７ブロッキングキャパシタ
１１第１のコントロール電圧入力端子
１２第２のコントロール電圧入力端子
１４インダクタ
１５キャパシタ
１６ＳＡＷフィルタの接地部（ＧＮＤ端子）
１７電極パッド
１８内部配線
１９ビア
２１ＧＮＤ電極
２２受信側電極
２３アンテナ側電極
２４送信部側電極
２６シールドケース
２７多層基板（セラミック多層基板）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna switch circuit and an antenna switch module used in various mobile communication devices such as a mobile phone and a personal digital assistant (PDA) having a wireless communication function.
[0002]
[Prior art]
A conventional example will be described below.
[0003]
Conventionally, an antenna switch module (hereinafter also referred to as “ASM”) using a high-frequency switch for switching transmission / reception with one antenna is known in a digital (TDMA) mobile phone (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-102957). reference).
[0004]
In addition, in order to reduce size and height, elements such as capacitors and inductors constituting ASM are laminated in a multilayer substrate, and a diode switch circuit has been used for a high frequency switch. High power consumption. Therefore, in recent years, a module using an FET switch has been developed, and it has been known that a reduction in the number of components, a reduction in size, and a reduction in power consumption are realized (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-185902).
[0005]
By the way, a surface acoustic wave filter (hereinafter referred to as “SAW filter”) is often mounted or externally attached to the ASM receiving section. When a diode switch circuit is used for switching between transmission and reception, the control voltage is SAW. When applied to the filter, it causes electrostatic breakdown and deterioration of reliability characteristics. Therefore, a blocking capacitor is inserted to block this.
[0006]
In the case of the FET switch, the control voltage does not appear at the switch output in the case of the negative voltage drive configuration, but many FET switches are driven at the positive voltage, and in this case, the input / output of the FET switch is substantially equal to the control voltage. Since a voltage appears, it is necessary to insert a blocking capacitor at the input of the SAW filter as in the diode switch circuit.
[0007]
When the blocking capacitors as described above are stacked in a multilayer substrate, the elements are formed in a limited space, and thus the impedance matching between the ASM and the SAW filter is affected by mutual interference and parasitic capacitance with other built-in elements. give. This is known to degrade insertion loss and yield ("Application of bare-chip SAW filter to ceramic multilayer antenna switch module" Japan Society for the Promotion of Science Elastic Wave Element Technology 150th Committee, 73rd meeting Document, pp13, 2001).
[0008]
As for ASM using a diode switch circuit as a high-frequency switch, a configuration that does not require a blocking capacitor connected in series with a SAW filter has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-154804). However, in the configuration using the diode switch circuit as described above, there remain problems such as a large number of parts and high power consumption.
[0009]
Next, an example of a conventional ASM circuit configuration will be described in detail. FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional example. FIG. 6A is an antenna switch circuit, and FIG.
[0010]
In the example shown in FIG. 6, the antenna (ANT) 1 is connected to the FET switch 2, and the SAW filters 3-1 and 3-2 and a low-pass filter (hereinafter referred to as “LPF”) 4 are switched by switching the FET switch 2. -1, 4-2 to switch between the transmission unit and the reception unit.
[0011]
In this case, as shown in FIG. 6A, by switching the FET switch 2 under the control of an externally applied control voltage, the antenna 1 is connected to the EGSM / Rx via the SAW filter 3-1. (2): Connect to EGSM / Tx (EGSM transmitter) via LPF 4-1, (3): DCS / Rx (DCS via SAW filter 3-2) (4): Connection to DCS / Tx (DCS transmission unit) via LPF 4-2 is possible.
[0012]
The FET switch 2 is configured as shown in FIG. 6B. In this example, the FET switch 2 includes FETs Q1, Q2, Q3, and Q4, capacitors C1 and C2, resistors R1, R2, R3, and R4, and the like, and an inverted voltage Vc1 from the external control means, Vc1 , Vc2 and Vc2 are applied as shown in the figure to control the FETs Q1 to Q4 to be turned on / off.
[0013]
Control is performed in this way, and the connection of the antenna 1 is switched between the transmission unit (Tx) and the reception unit (Rx). In this case, the capacitors C1 and C2 are charged with a voltage substantially equal to the control voltage via the gate-source capacitance of the FET by the applied control voltage.
[0014]
Therefore, for example, when a control voltage is applied such that Vc1 inversion voltage = 0V, Vc1 = + V, Vc2 = 0, Vc2 inversion voltage = + V, Q1 is turned off, Q2 is turned on, Q3 is turned off, and Q4 is turned on. The antenna 1 is switched to the transmission unit (Tx) side. At this time, the voltage of the capacitor C2 charged by the inverted voltage of Vc2 = + V (substantially the same voltage as the control voltage) appears from the FET switch 2, and this voltage is input to the SAW filter 3-1 or 3-2.
[0015]
Therefore, as shown in FIG. 7, it is necessary to connect a blocking capacitor 7 for blocking the voltage to the input part of the SAW filter 3.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional apparatus as described above has the following problems.
[0017]
As described above, in an antenna switch circuit that switches between a transmitter and a receiver via a SAW filter or LPF by switching an FET switch, the FET switch is switched by applying a control voltage. During operation, a voltage substantially equal to the control voltage is generated on the input / output side of the FET switch, and this voltage may be applied to the SAW filter. Therefore, conventionally, a blocking capacitor has been connected to the input portion of the SAW filter.
[0018]
In addition, in order to fabricate the ASM, when the blocking capacitor is stacked in the ceramic multilayer substrate, the element is formed in a limited space. Therefore, the ASM and the SAW filter are formed by mutual interference with other built-in elements and parasitic capacitance. Affects the impedance matching. As a result, there is a problem that the insertion loss is deteriorated and the yield is also deteriorated.
[0019]
The present invention solves such a conventional problem and realizes a configuration that does not require a blocking capacitor when connecting the FET switch to the SAW filter, thereby facilitating impedance matching between the ASM and the SAW filter, The purpose is to improve insertion loss and product yield.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0021]
That is, a field effect transistor is used as a switching element, and the switching element is controlled by a control voltage supplied from the outside to switch the antenna between the transmitting side and the receiving side. In an antenna switch circuit having a surface acoustic wave filter connected to an antenna via the FET switch when switched to a part side, an inductor is connected between the input portion of the surface acoustic wave filter and a ground portion, and The ground portion of the surface acoustic wave filter was connected to the ground potential via a capacitor.
[0022]
In addition, a field effect transistor is used as a switching element, and the switching element is controlled by a control voltage supplied from the outside to switch the antenna between the transmitting side and the receiving side. In an antenna switch circuit including a surface acoustic wave filter connected to an antenna through the FET switch when switched to the part side, a control voltage input unit of the FET switch for applying the control voltage, and the elasticity The grounded part of the surface wave filter was directly connected.
[0023]
In addition, a field effect transistor is used as a switching element, and the switching element is controlled by a control voltage supplied from the outside to switch the antenna between the transmitting side and the receiving side. A surface acoustic wave filter connected to an antenna via the FET switch when switched to a part side, and an inductor is connected between an input part and a grounding part of the surface acoustic wave filter, and the surface acoustic wave An antenna switch module in which each component of a circuit configuration in which a ground portion of a filter is connected to a ground potential via a capacitor is mounted on a multilayer substrate, and the surface acoustic wave filter, FET switch, and capacitor are mounted on the surface of the multilayer substrate And the other components including the inductor are built in the multilayer substrate, and the multilayer substrate The conductor is connected to an inductor between the input terminal of the surface acoustic wave filter and a ground terminal (GND terminal), and the ground terminal (GND terminal) of the surface acoustic wave filter is connected to the ground terminal of the multilayer substrate through a capacitor. did.
[0024]
In addition, a field effect transistor is used as a switching element, and the switching element is controlled by a control voltage supplied from the outside to switch the antenna between the transmitting side and the receiving side. A surface acoustic wave filter connected to an antenna via the FET switch when switched to a part side, and an inductor is connected between an input part and a grounding part of the surface acoustic wave filter, and the surface acoustic wave An antenna switch module in which each component of a circuit configuration in which a ground portion of a filter is connected to a ground potential via a capacitor is mounted on a multilayer substrate, and the surface acoustic wave filter and the FET switch are mounted on the surface of the multilayer substrate. The multilayer board includes other components including the inductor and the capacitor, and the multilayer board. The conductor is connected to an inductor between the input terminal of the surface acoustic wave filter and a ground terminal (GND terminal), and the ground terminal (GND terminal) of the surface acoustic wave filter is connected to the ground terminal of the multilayer substrate through a capacitor. did.
[0025]
In addition, a field effect transistor is used as a switching element, and the switching element is controlled by a control voltage supplied from the outside, and the FET switch for switching the antenna between the transmitting unit side and the receiving unit side, and the FET switch When switched to the receiving unit side, it has a surface acoustic wave filter connected to the antenna through the FET switch, and the control voltage input unit of the FET switch for inputting the control voltage, and the grounding of the surface acoustic wave filter An antenna switch module in which each component having a circuit configuration directly connected between parts is mounted on a multilayer substrate, wherein the FET switch and the surface acoustic wave filter are mounted on a surface layer of the ceramic multilayer substrate, and the other components are The FET switch is incorporated in the multilayer substrate and the conductor of the multilayer substrate is connected to the FET switch. It is directly connected to the trawl voltage input terminal and a ground terminal of the surface acoustic wave filter (GND terminal).
[0026]
(Function)
As described above, the inductor is connected between the input portion (input terminal) and the ground portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter (SAW filter), and the ground portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter is connected via the capacitor. Connected to ground potential.
[0027]
In this way, a voltage substantially equal to the control voltage generated by the FET switch is also applied to the grounding portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter via the inductor, so the input portion (input terminal) of the surface acoustic wave filter. And a ground potential (GND terminal) hardly generate a potential difference.
[0028]
Further, since the ground portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter is grounded at a high frequency by the capacitor, it does not adversely affect the high frequency signal processing of the surface acoustic wave filter. In addition, since the components are built in the multilayer substrate, the antenna switch module can be reduced in size and height.
[0029]
As described above, it is possible to realize a configuration that does not require a blocking capacitor, thereby facilitating impedance matching between the antenna switch module and the surface acoustic wave filter, thereby improving insertion loss and improving product yield.
[0030]
Further, the control voltage input part (input terminal) of the FET switch for applying the control voltage is directly connected to the ground part (GND terminal) of the surface acoustic wave filter.
[0031]
For this reason, when the surface acoustic wave filter is selectively connected, a control voltage is applied to the grounding portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter, so that even if a voltage substantially equal to the control voltage is generated by the FET switch. The potential difference hardly occurs between the input portion (input terminal) and the ground portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter.
[0032]
Therefore, a configuration that does not require a blocking capacitor as in the prior art can be realized, and the antenna switch module can be reduced in size and height.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the surface acoustic wave filter is referred to as “SAW filter”, the ground portion (or ground terminal) is referred to as the GND portion (or GND terminal), and the field effect transistor is referred to as “FET”.
[0034]
§1: Explanation of Example 1
(1): Antenna switch circuit of Example 1
1 is a diagram showing an antenna switch circuit of Example 1. FIG. The antenna switch circuit is a circuit for switching the antenna between the reception unit and the transmission unit, and an FET switch 2 using a GaAsFET (hereinafter simply referred to as “FET”) is used as a switching element for switching.
[0035]
The FET switch 2 is provided with a first control voltage input terminal 11 for inputting the control voltage 1 and the control voltage 2 and a second control voltage input terminal 12. The FET switch 2 switches and controls the FET of the FET switch 2 by controlling the control voltage 1 and the control voltage 2 input to the first control voltage input terminal 11 and the second control voltage input terminal 12. It is configured. The detailed configuration and operation of the FET switch 2 are the same as those shown in FIG. 6B. Since such an FET switch 2 is commercially available, a detailed description thereof is omitted here.
[0036]
Also, on the output side of the FET switch 2, a SAW filter 3 connected to the receiving unit and a low-pass filter 4 connected to the transmitting unit are connected, and by switching control of the FET switch 2 as in the conventional example. It is configured to switch between transmission and reception. The SAW filter 3 functions as a band pass filter.
[0037]
In the circuit having such a configuration, when switching control of the FET switch 2 is performed, a voltage (DC voltage) substantially equal to the control voltage is generated on the output side of the FET switch 2 as described in the conventional example. is there.
[0038]
Therefore, in Example 1, the inductor 14 is connected between the input part (input terminal) 13 and the ground part (GND terminal) 16 of the SAW filter 3, and the ground part (GND terminal) of the SAW filter 3 is connected via the capacitor 15. Connect to ground potential. In this way, the voltage generated by the FET switch 2 (a voltage substantially equal to the control voltage) is applied to the input part (input terminal) and the ground part (GND terminal) 16 of the SAW filter 3 via the inductor 14. There is almost no potential difference between the input part and the ground part, and the SAW filter 3 is not adversely affected.
[0039]
The capacitor 15 is a capacitor for high-frequency grounding, has an extremely low impedance for high-frequency signals, and sets the GND portion (GND terminal) of the SAW filter 3 to the GND potential. With such a configuration, a control voltage can be applied from the input part (input terminal) of the SAW filter 3 to the ground part (GND terminal) of the SAW filter 3 via the inductor 14.
[0040]
In this way, when the control voltage 1 or the control voltage 2 is an ON control voltage, a substantially equal voltage is applied to the input portion and the ground portion of the SAW filter 3, and therefore, between the input portion and the ground portion of the SAW filter 3. There is substantially no potential difference. Therefore, an antenna switch circuit that does not require a blocking capacitor as in the conventional example can be realized.
[0041]
(2): Antenna switch module of Example 1
FIG. 2 is a diagram showing the antenna switch module of Example 1 and Example 2. FIG. 2A shows the antenna switch module of Example 1, and FIG. 2B shows the antenna switch module of Example 2. The antenna switch modules of Example 1 and Example 2 shown in FIG. 2 are examples in which each component of the antenna switch circuit of Example 1 shown in FIG. 1 is mounted on a ceramic multilayer substrate, and will be specifically described below.
[0042]
(1) Antenna switch module of Example 1
The antenna switch module of Example 1 shown in FIG. 2A comprises the antenna switch circuit shown in FIG. 1 on a ceramic multilayer substrate (hereinafter simply referred to as “multilayer substrate”) made of low-temperature fired ceramics (LTCC). This is an example in which the FET switch 2, SAW filter 3, inductor 14, capacitor 15, low-pass filter 4, and the like, which are components, are mounted, and a chip capacitor is externally attached as the capacitor 15.
[0043]
As shown in FIG. 2A, the inductor 14 (within the dotted line indicated by L in the figure), the components of the low-pass filter 4, necessary wiring, and the like are formed in the inner layer of the multilayer substrate 27 by a conductor pattern. And built in the multilayer substrate 27. On the surface of the multilayer substrate 27, a capacitor 15 including a SAW filter 3, an FET switch 2, and a chip capacitor is mounted, and electrode pads 17 for connecting components are formed.
[0044]
Also, on the back surface of the multilayer substrate 27, various back surface side electrodes for connection from the antenna switch module to the outside are provided. As the back side electrode, a GND electrode 21 for connecting to the GND potential, a receiving side electrode (Rx) 22 for connecting to the receiving unit, an antenna side electrode 23 for connecting to the antenna, and a transmitting unit are connected. Transmitter side electrode (Tx) 24 and the like are provided.
[0045]
The components mounted on the surface of the multilayer substrate 27, the components built in the multilayer substrate 27, the internal wiring 18 and the back electrode provided on the back surface of the multilayer substrate 27 are connected to the electrode pads 17, the internal wiring 18, the vias 19 and the like. Connect through. Further, a shield case 26 is put on the surface side of the multilayer substrate 27 and fixed to the multilayer substrate 27 to form an antenna switch module.
[0046]
(2): Antenna switch module of Example 2
The antenna switch module of Example 2 shown in FIG. 2B includes a multilayer substrate 27 on which the FET switch 2, the SAW filter 3, the inductor 14, the capacitor 15, and the components constituting the antenna switch circuit shown in FIG. In this example, the low-pass filter 4 and the like are mounted, and the inductor 14 and the capacitor 15 are built in the multilayer substrate 27.
[0047]
As shown in FIG. 2B, the inductor 14 (inside the dotted line indicated by L in the figure), the capacitor 15 (inside the dotted line indicated by C in the figure), the low-pass filter 4 Components, necessary wirings, and the like are formed by a conductor pattern and built in the multilayer substrate 27. On the surface of the multilayer substrate 27, the SAW filter 3 and the FET switch 2 are mounted, and electrode pads 17 for connecting the components are formed.
[0048]
Also, on the back surface of the multilayer substrate 27, various back surface side electrodes for connection from the antenna switch module to the outside are provided. As the back side electrode, a GND electrode 21 for connecting to the GND potential, a receiving side electrode (Rx) 22 for connecting to the receiving unit, an antenna side electrode 23 for connecting to the antenna, and a transmitting unit are connected. Transmitter side electrode (Tx) 24 and the like are provided.
[0049]
The components mounted on the surface of the multilayer substrate 27, the components built in the multilayer substrate 27, the internal wiring 18 and the back electrode provided on the back surface of the multilayer substrate 27 are connected to the electrode pads 17, the internal wiring 18, the vias 19 and the like. Connect through. Further, a shield case 26 is put on the surface side of the multilayer substrate 27 and fixed to the multilayer substrate 27 to form an antenna switch module.
[0050]
In addition, in order to determine an element constant about the said inductor 14 and the capacitor 15, as a result of having experimented with the sample using the element of various constants, the following things were found. That is, as a result of the experiment, it was found that when the inductor 14 uses an element constant in the range of 1 nH to 100 nH and the capacitor 15 uses an element constant in the range of 10 pF to 100 pF, good characteristics are obtained and it is suitable for manufacturing a module. .
[0051]
In this case, when an element of 1 nH or less is used for the inductor 14, the impedance value becomes low and impedance matching cannot be obtained. Moreover, when an element of 100 nH or more is used, the element value (inductance value) is large, and the external dimensions are also large. Therefore, it has been found that when the module size is limited, it is difficult to mount or incorporate the module on the multilayer substrate.
[0052]
Further, when an element of 10 pF or less is used as the capacitor 15, the impedance value of the capacitor 15 becomes high, and high frequency grounding cannot be obtained. Further, it was found that when an element of 100 pF or more is used, the element value (capacitance value) is large and the external dimensions are large, making it difficult to mount or incorporate in the multilayer substrate. Therefore, as described above, it was found that when the inductor 14 uses an element constant in the range of 1 nH to 100 nH and the capacitor 15 uses an element constant in the range of 10 pF to 100 pF, good characteristics are obtained and it is suitable for manufacturing a module.
[0053]
FIG. 3 shows the characteristics obtained by conducting an experiment using the element constants in the above range, and the resulting characteristics will be described with reference to FIG. In addition, in this experiment, it experimented also about a prior art example for the comparison, and the characteristic of the result is shown in FIG.
[0054]
FIG. 3 shows the frequency characteristics of the insertion loss between the antenna and the receiver. In this experiment, the antenna switch module of Example 1 (see FIG. 2) was tested using a sample in which the inductor 14 was 6 nH and the capacitor 15 was 20 pF.
[0055]
In FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency (MH _Z ), The vertical axis represents the antenna-receiver insertion loss (dB). Further, the characteristic (1) in FIG. 3 is the characteristic of the sample of the conventional example, and the characteristic (2) is the characteristic of the sample of the present invention. The frequency on the horizontal axis is matched to the band frequency of DCS (Digital Cellular System) which is a kind of communication system used for automobiles, mobile phone systems and the like.
[0056]
In FIG. 3, the characteristic of the conventional example indicated by (1) is a characteristic with a large ripple in the band. This is a state in which impedance matching is not completely achieved and is not a preferable characteristic. However, the characteristic of the present invention indicated by (2) is a characteristic with extremely small ripples in the band and shows a state where impedance matching is achieved. Thus, it is apparent that the characteristics of the sample of the present invention are improved over those of the conventional sample.
[0057]
§2: Explanation of Example 2
(1): Antenna switch circuit of Example 2
FIG. 4 is a diagram showing an antenna switch circuit of Example 2. The antenna switch circuit is a circuit for switching the antenna between the reception unit and the transmission unit, and the FET switch 2 similar to that in Example 1 is used as a switch for switching.
[0058]
The FET switch 2 is provided with a first control voltage input terminal 11 for inputting the control voltage 1 and the control voltage 2 and a second control voltage input terminal 12. The FET switch 2 switches and controls the FET of the FET switch 2 by controlling the control voltage 1 and the control voltage 2 input to the first control voltage input terminal 11 and the second control voltage input terminal 12. It is configured.
[0059]
Further, the SAW filter 3 connected to the receiving unit and the low-pass filter 4 connected to the transmitting unit are connected to the output side of the FET switch 2, and transmission / reception is performed by switching control of the FET switch 2 as described above. It is configured to perform switching. The SAW filter 3 functions as a band pass filter.
[0060]
In the circuit having such a configuration, when switching control of the FET switch 2 is performed, a voltage (DC voltage) substantially equal to the control voltage is generated on the output side of the FET switch 2 as described in the conventional example. It is.
[0061]
Therefore, in Example 2, the first control voltage input terminal 11 and the ground part 16 of the SAW filter 3 are directly connected. In this way, the first control voltage is applied to the ground portion 16 of the SAW filter 3. With such a configuration, a control voltage can be applied to the ground portion 16 of the SAW filter 3. In this way, an antenna switch circuit that does not require a blocking capacitor as in the conventional example can be realized.
[0062]
(2): Antenna switch module of Example 3
FIG. 5 is a diagram showing an antenna switch module of Example 3. The antenna switch module of Example 3 shown in FIG. 5 is an example in which components constituting the antenna switch circuit of Example 2 shown in FIG. 4 are mounted on the multilayer substrate 27, and will be specifically described below.
[0063]
Similar to the antenna switch module of Example 1, this antenna switch module is a component constituting the antenna switch circuit shown in FIG. 4 on a multilayer substrate (hereinafter simply referred to as “multilayer substrate”) made of low-temperature fired ceramics (LTCC). The FET switch 2, the SAW filter 3, the low-pass filter 4 and the like are mounted.
[0064]
As shown in FIG. 5, in the inner layer of the multilayer substrate 27, the components of the low-pass filter 4, necessary wiring conductors, and the like are formed and built in a conductor pattern. On the surface of the multilayer substrate 27, the SAW filter 3 and the FET switch 2 are mounted, and electrode pads 17 for connecting the components are formed.
[0065]
Also, on the back surface of the multilayer substrate 27, various back surface side electrodes for connection from the antenna switch module to the outside are provided. The back side electrode includes a GND electrode 21 for connecting to the GND potential, a receiving side electrode (Rx) 22 for connecting to the receiving unit, an antenna side electrode 23 for connecting to the antenna, and a connecting unit to the transmitting unit. Of the transmitter side electrode (Tx) 24 and the like.
[0066]
The components mounted on the surface of the multilayer substrate 27, the components built in the multilayer substrate 27 and the internal wiring 18, and the back electrode provided on the back surface of the ceramic multilayer substrate 27 are connected via the electrode pads 17 and vias 19. To do. Further, a shield case 26 is put on the surface side of the ceramic multilayer substrate 27 and fixed to the ceramic multilayer substrate 27 to form an antenna switch module.
[0067]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
[0068]
(1): In an antenna switch circuit or an antenna switch module, an inductor is connected between an input part (input terminal) and a ground part (GND terminal) of a surface acoustic wave filter, and a ground part (GND terminal) of the surface acoustic wave filter. Is connected to the ground potential via a capacitor.
[0069]
In this way, a voltage substantially equal to the control voltage generated by the FET switch is also applied to the grounding portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter via the inductor, so the input portion (input terminal) of the surface acoustic wave filter. And a ground potential (GND terminal) hardly generate a potential difference. Further, since the ground portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter is grounded at a high frequency by the capacitor, it does not adversely affect the high frequency signal processing of the surface acoustic wave filter.
[0070]
In addition, since the input / output impedance in the band of the surface acoustic wave filter is often capacitive, impedance matching is easy and characteristics are improved by connecting the inductor.
[0071]
As described above, it is possible to realize a configuration that does not require a blocking capacitor as in the past, thereby facilitating impedance matching between the antenna switch module and the surface acoustic wave filter, and improving insertion loss and product yield. It becomes possible.
[0072]
(2): In the antenna switch circuit or the antenna switch module, a direct connection is made between the control voltage input part (control voltage input terminal) of the FET switch for applying the control voltage and the grounding part (GND terminal) of the surface acoustic wave filter. ing.
[0073]
For this reason, when the surface acoustic wave filter is selectively connected, a control voltage is applied to the grounding portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter, so that even if a voltage substantially equal to the control voltage is generated by the FET switch. The potential difference hardly occurs between the input portion (input terminal) and the ground portion (GND terminal) of the surface acoustic wave filter. Therefore, it is possible to realize a configuration that does not require a conventional blocking capacitor.
[0074]
(3) In an antenna switch module, a surface acoustic wave filter, an FET switch, and a capacitor are mounted on the surface of the multi-layer board, and other components including an inductor are built in the multi-layer board. An inductor is connected between the input terminal and the GND terminal of the wave filter, and the GND terminal of the surface acoustic wave filter is connected to the GND terminal of the multilayer substrate through the capacitor.
[0075]
In this way, since other components including the inductor are built in the multilayer substrate, the antenna switch module can be reduced in size accordingly.
[0076]
(4) In an antenna switch module, a surface acoustic wave filter and an FET switch are mounted on the surface of the multilayer board, and other components including an inductor and a capacitor are built in the multilayer board, and the conductor in the multilayer board is used to create an elastic surface. An inductor was connected between the input terminal of the wave filter and the GND terminal, and the GND terminal of the surface acoustic wave filter was connected to the GND terminal of the multilayer substrate via a capacitor.
[0077]
As described above, since the other components including the inductor and the capacitor are built in the multilayer substrate, the antenna switch module can be reduced in size accordingly.
[0078]
(5): In the antenna switch module, the FET switch, the surface acoustic wave filter, and the capacitor are mounted on the surface layer of the multilayer substrate, and other components are built in the multilayer substrate, and the conductor in the multilayer substrate allows the FET to The control voltage input terminal of the switch and the GND terminal of the surface acoustic wave filter were directly connected. Thus, since the other components are built in the multilayer substrate, the antenna switch module can be reduced in size accordingly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an antenna switch circuit of Example 1 according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the antenna switch module of Example 1 and Example 2 according to the embodiment of the present invention. FIG. 2A shows the antenna switch module of Example 1, and FIG.
FIG. 3 is a frequency characteristic of insertion loss between an antenna and a receiver in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an antenna switch circuit of Example 2 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an antenna switch module of Example 3 according to the embodiment of the present invention.
6A and 6B are explanatory diagrams of a conventional example, where FIG. A is an antenna switch circuit, and FIG. B is a configuration diagram of an FET switch.
FIG. 7 shows a conventional antenna switch circuit.
[Explanation of symbols]
1 Antenna
2 FET switch
3 Surface acoustic wave filter (SAW filter)
4 Low-pass filter (LPF)
7 Blocking capacitor
11 First control voltage input terminal
12 Second control voltage input terminal
14 Inductor
15 capacitor
16 Grounding part of SAW filter (GND terminal)
17 Electrode pad
18 Internal wiring
19 Via
21 GND electrode
22 Receiver electrode
23 Antenna side electrode
24 Transmitter side electrode
26 Shield Case
27 Multilayer substrate (Ceramic multilayer substrate)

Claims

A FET switch that uses a field effect transistor as a switch element and controls the switch element by a control voltage supplied from the outside to switch the antenna between the transmitter side and the receiver side, and the FET switch is on the receiver side In an antenna switch circuit comprising a surface acoustic wave filter connected to an antenna via the FET switch when switched to
An antenna switch circuit characterized in that a control voltage input section of an FET switch for applying the control voltage and a ground section of the surface acoustic wave filter are directly connected .

A field effect transistor is used as a switching element, the switching element is controlled by a control voltage supplied from the outside, and the FET switch for switching the antenna between the transmitting unit side and the receiving unit side, and the FET switch is a receiving unit Having a surface acoustic wave filter connected to the antenna via the FET switch when switched to the side ,
An antenna switch module in which each component of a circuit configuration in which a control voltage input portion of an FET switch for inputting the control voltage and a ground portion of the surface acoustic wave filter are directly connected is mounted on a multilayer board ,
The FET switch and the surface acoustic wave filter are mounted on the surface layer of the ceramic multilayer substrate, and other components are built in the multilayer substrate,
An antenna switch module , wherein a control voltage input terminal of the FET switch and a ground terminal of the surface acoustic wave filter are directly connected by a conductor in the multilayer substrate .