KR102193508B1 - 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 - Google Patents

탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102193508B1
KR102193508B1 KR1020197008241A KR20197008241A KR102193508B1 KR 102193508 B1 KR102193508 B1 KR 102193508B1 KR 1020197008241 A KR1020197008241 A KR 1020197008241A KR 20197008241 A KR20197008241 A KR 20197008241A KR 102193508 B1 KR102193508 B1 KR 102193508B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
impedance
parallel arm
wiring
switch
arm resonator
Prior art date
Application number
KR1020197008241A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190040991A (ko
Inventor
다까야 와다
코지 노사까
Original Assignee
가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 filed Critical 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Publication of KR20190040991A publication Critical patent/KR20190040991A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102193508B1 publication Critical patent/KR102193508B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material
    • H03H9/58—Multiple crystal filters
    • H03H9/60—Electric coupling means therefor
    • H03H9/605—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6423—Means for obtaining a particular transfer characteristic
    • H03H9/6433—Coupled resonator filters
    • H03H9/6483—Ladder SAW filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/703—Networks using bulk acoustic wave devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02007—Details of bulk acoustic wave devices
    • H03H9/02086—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0542—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a lateral arrangement
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/0538—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0547—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement
    • H03H9/0557—Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement the other elements being buried in the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14538—Formation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14544—Transducers of particular shape or position
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material
    • H03H9/542—Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material including passive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/54—Filters comprising resonators of piezo-electric or electrostrictive material
    • H03H9/56—Monolithic crystal filters
    • H03H9/566—Electric coupling means therefor
    • H03H9/568—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6403—Programmable filters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6406—Filters characterised by a particular frequency characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves
    • H03H9/6489—Compensation of undesirable effects
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/70—Multiple-port networks for connecting several sources or loads, working on different frequencies or frequency bands, to a common load or source
    • H03H9/72—Networks using surface acoustic waves
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H2009/02165—Tuning
    • H03H2009/02173—Tuning of film bulk acoustic resonators [FBAR]
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/02535—Details of surface acoustic wave devices
    • H03H9/02818—Means for compensation or elimination of undesirable effects
    • H03H9/02834—Means for compensation or elimination of undesirable effects of temperature influence
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/125—Driving means, e.g. electrodes, coils
    • H03H9/145—Driving means, e.g. electrodes, coils for networks using surface acoustic waves
    • H03H9/14538—Formation
    • H03H9/14541—Multilayer finger or busbar electrode

Abstract

필터(10)는, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 경로 상에 설치된 직렬 암 공진자(s1)와, 당해 경로 상에 설치된 노드(x1)와 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구비하고, 제1 병렬 암 공진 회로는, 병렬 암 공진자(p1)와, 병렬 암 공진자(p1)와 접지의 사이에서 병렬 암 공진자(p1)에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 캐패시터(C1) 및 스위치(SW1)를 갖고, 상기 경로 상에 있어서 입출력 단자(11m)에는 배선(a1)이 접속되고, 경로 상에 있어서 입출력 단자(11n)에는 배선(a2)이 접속되고, 병렬 암 공진자(p1)와 스위치(SW1)는 배선(a3)에 의해 접속되며, 배선(a3)에 있어서의 제3 임피던스는, 배선(a1)에 있어서의 제1 임피던스 및 배선(a2)에 있어서의 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮다.

Description

탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치
본 발명은, 공진자를 갖는 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 관한 것이다.
종래, 이동체 통신기의 프론트엔드부에 배치되는 대역 통과형 필터 등에, 탄성파를 사용한 탄성파 필터 장치가 널리 사용되고 있다. 또한, 멀티 모드/멀티 밴드 등의 복합화에 대응하기 위해서, 복수의 탄성파 필터 장치를 구비한 고주파 프론트엔드 회로나 통신 장치가 실용화되어 있다.
예를 들어, 멀티 밴드화에 대응하는 탄성파 필터 장치로서는, 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic Wave) 공진자로 구성된 래더형 필터의 병렬 암 공진 회로(병렬 암 공진자)에 대해서, 서로 병렬로 접속된 한 쌍의 캐패시터 및 스위치를 직렬 접속하는 구성이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이러한 탄성파 필터 장치는, 스위치의 도통 및 비도통에 따라서 통과 대역을 가변할 수 있는 주파수 가변형의 탄성파 필터를 구성한다.
미국 특허 출원 공개 제2009/0251235호 명세서
그러나, 상기 종래의 주파수 가변형의 탄성파 필터 장치에서는, 병렬 암 공진자와 스위치를 연결하는 배선에 있어서의 임피던스가, 탄성파 필터 장치의 입출력 단자에 접속된 배선에 있어서의 임피던스와 동일하거나 혹은 높은 경우, 탄성파 필터 장치의 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역에 발생하는 정재파의 진폭이 커져서 감쇠 특성이 악화되어버린다.
그래서, 본 발명은, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 특성을 개선할 수 있는 주파수 가변형의 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태에 따른 탄성파 필터 장치는, 주파수 가변형의 탄성파 필터 장치이며, 제1 입출력 단자와 제2 입출력 단자를 연결하는 경로 상에 설치된 직렬 암 공진 회로와, 상기 경로 상에 설치된 제1 노드와 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구비하고, 상기 제1 병렬 암 공진 회로는, 제1 병렬 암 공진자와, 상기 제1 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 제1 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제1 임피던스 소자 및 제1 스위치를 갖고, 상기 경로 상에 있어서 상기 제1 입출력 단자에는 제1 배선이 접속되고, 상기 경로 상에 있어서 상기 제2 입출력 단자에는 제2 배선이 접속되고, 상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 스위치는 제3 배선에 의해 접속되고, 상기 제3 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제3 임피던스는, 상기 제1 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제1 임피던스 및 상기 제2 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮다.
이것에 의하면, 제3 임피던스가 높은 경우에는, 탄성파 필터 장치의 통과 대역 고역측의 감쇠 대역에 발생하는 정재파의 진폭이 커져서, 감쇠 특성이 악화되어버린다. 이에 반하여, 제3 임피던스를, 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮게 함으로써, 당해 정재파의 진폭이 작아져서, 통과 대역 고역측의 감쇠 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 제3 임피던스는, 상기 제1 임피던스 및 상기 제2 임피던스의 양쪽보다도 낮아도 된다.
이것에 의하면, 제3 임피던스가 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 양쪽보다도 낮음으로써, 제3 임피던스를 보다 낮게 하는 것이 가능하게 되고, 당해 정재파의 진폭이 작아져서, 통과 대역 고역측의 감쇠 특성을 보다 개선할 수 있다.
또한, 상기 제3 임피던스는 40Ω 이하여도 된다.
이것에 의하면, 제3 임피던스가 40Ω 이하임으로써, 당해 정재파의 진폭이 작아져서, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역에 있어서의 감쇠량을 예를 들어 45㏈ 이상으로 할 수 있다.
또한, 상기 탄성파 필터 장치는, 배선 기판을 더 구비하고, 상기 제1 배선, 상기 제2 배선 및 상기 제3 배선 중 적어도 하나는, 일부가 상기 배선 기판 상 또는 상기 배선 기판의 내부에 설치되어도 된다.
이것에 의하면, 예를 들어 제1 병렬 암 공진자와 제1 스위치를 접속하는 제1 배선의 일부가 배선 기판 상 또는 당해 배선 기판의 내부에 있는 경우, 당해 배선 기판 상 또는 당해 배선 기판의 내부에 있는 제1 배선의 폭을 조정하는 것이 가능해진다. 그리고, 제1 배선의 폭을 조정함으로써, 제1 배선의 특성 임피던스를 용이하게 설정할 수 있다. 또한, 제2 배선의 일부 또는 제3 배선의 일부가 당해 배선 기판 상 또는 당해 배선 기판의 내부에 있는 경우도, 제2 배선의 폭 또는 제3 배선의 폭을 조정함으로써, 제2 배선 또는 제3 배선의 특성 임피던스를 용이하게 설정할 수 있다.
또한, 상기 제1 병렬 암 공진자 및 상기 제1 스위치는, 상기 배선 기판 상 또는 상기 배선 기판의 내부에 설치되어도 된다.
이것에 의하면, 제1 병렬 암 공진자 및 제1 스위치가 배선 기판 상 또는 내부에 설치됨으로써, 제1 병렬 암 공진자 및 제1 스위치와 각 배선이 일체화되기 때문에, 탄성파 필터 장치를 소형화할 수 있다.
또한, 상기 제3 배선은, 상기 제1 스위치와 상기 제1 스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 연결하는 제어 배선이 설치된 층, 또는 상기 제1 스위치와 상기 제1 스위치를 구동시키는 전원 회로를 연결하는 전원 배선이 설치된 층에 마련되어도 된다.
제3 배선에 있어서의 제3 임피던스는, 제1 배선에 있어서의 제1 임피던스 및 제2 배선에 있어서의 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮기 때문에, 제3 배선과 접지의 거리는, 제1 배선과 접지의 거리 및 제2 배선과 접지의 거리 중 적어도 한쪽보다도 짧게 할 필요가 있다.
또한, 제1 스위치와 제1 스위치를 구동시키는 전원 회로를 연결하는 전원 배선과, 제1 스위치와 제1 스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 연결하는 제어 배선은, 필터 특성에 영향을 미치지 않기 때문에, 배선 기판의 높이 저감화를 위해서, 전원 배선 및 제어 배선이 설치된 층(SW 전원층이라 칭함)과 접지의 거리를 짧게 하는 것이 바람직하다.
따라서, 제3 배선을, 배선 기판에 있어서의 제1 스위치를 제어하기 위한 제어 배선 혹은 제1 스위치의 전원 배선이 설치된 층에 마련함으로써, 제3 배선과 접지의 거리를 짧게 하는 것과, 배선 기판의 높이 저감화의 양쪽을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 제3 배선을, SW 전원층에 설치한 경우, 전원 회로와 제어 회로로부터 발생하는 노이즈가 제3 배선에 영향을 미치지만, 제3 배선에 접속되는 제1 병렬 암 공진자는, 탄성파 필터 장치의 통과 대역에 있어서 임피던스가 높게 설정되어 있기 때문에, 노이즈는 제1 병렬 암 공진자에 의해 차단된다.
그 때문에, 제3 배선을, SW 전원층에 설치해도, 탄성파 필터 장치를 통과하는 고주파 신호는, 제어 배선 및 전원 배선으로부터의 노이즈의 영향을 받지 않고, 소형화 및 높이 저감화가 가능해진다.
또한, 상기 탄성파 필터 장치는, 상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 임피던스 소자에 접속된 노드와, 접지를 상기 제1 스위치를 통해 연결하는 경로에 설치된 제1 인덕터 소자를 더 구비해도 된다.
이것에 의하면, 탄성파 필터 장치는, 직렬 암 공진 회로 및 제1 병렬 암 공진 회로에 의해 형성되고, 제1 스위치의 도통 및 비도통에 따라서, 통과 대역이 서로 다른 제1 통과 특성 및 제2 통과 특성을 갖는다. 예를 들어, 제1 스위치가 도통인 경우, 제1 스위치에 의해 제1 인덕터 소자가 선택되고, 제1 병렬 암 공진자에 대해서, 제1 임피던스 소자와 제1 인덕터 소자의 병렬 회로가 직렬 접속된 회로 구성으로 되고, 제1 통과 특성이 규정된다. 한편, 제1 스위치가 비도통인 경우, 제1 병렬 암 공진자에 대해서 제1 인덕터 소자가 미접속으로 되고, 제1 병렬 암 공진자와 제1 임피던스 소자의 직렬 접속 회로로 구성되는, 제1 통과 특성과 상이한 제2 통과 특성이 규정된다. 또한, 제1 통과 특성 및 제2 통과 특성에 있어서의 통과 대역의 저역측의 감쇠 대역은, 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스가 극소로 되는 공진 주파수에 의해 형성된다. 즉, 제1 스위치가 비도통으로부터 도통으로 전환된 경우, 제1 인덕터 소자의 영향에 의해, 제1 통과 특성에 있어서의 통과 대역의 저역측의 감쇠 대역의 저역측으로의 시프트 양을 크게 할 수 있다.
또한, 상기 탄성파 필터 장치는, 또한, 상기 제1 노드와 접지의 사이에서, 상기 제1 병렬 암 공진 회로에 병렬 접속된 제2 병렬 암 공진 회로를 구비하고, 상기 제2 병렬 암 공진 회로는, 제2 병렬 암 공진자를 갖고, 상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수와 상이해도 된다.
이것에 의하면, 병렬 접속된 제1 병렬 암 공진 회로 및 제2 병렬 암 공진 회로에 의한 병렬 암 회로에 있어서, 임피던스가 극소로 되는 주파수의 적어도 하나 및 극대로 되는 주파수의 적어도 하나는, 제1 스위치의 도통 및 비도통에 따라서 저주파측 또는 고주파측으로 모두 시프트한다. 따라서, 제1 통과 특성과 제2 통과 특성은, 당해 병렬 암 회로의 임피던스가 극소로 되는 주파수와 극대로 되는 주파수로 규정되는 감쇠 슬로프가, 급준도를 유지하면서 저주파측 또는 고주파측으로 시프트하게 된다. 따라서, 본 형태에 의하면, 제1 스위치의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 내의 삽입 손실의 증대를 억제하면서, 통과 대역을 전환하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수보다도 높아도 된다.
이것에 의하면, 제1 스위치의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 고역측의 감쇠극의 주파수를 전환할 수 있음과 함께, 통과 대역 고역단의 삽입 손실의 증대를 억제할 수 있는 튜너블 필터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수보다도 낮아도 된다.
이것에 의하면, 제1 스위치의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 저역측의 감쇠극의 주파수를 전환할 수 있음과 함께, 통과 대역 저역단의 삽입 손실의 증대를 억제할 수 있는 튜너블 필터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2 병렬 암 공진 회로는, 상기 제2 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 제2 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제2 임피던스 소자 및 제2 스위치를 더 가져도 된다.
이것에 의하면, 제1 스위치 및 제2 스위치의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 고역측 및 통과 대역 저역측의 감쇠극의 주파수를 전환할 수 있음과 함께, 통과 대역 고역단 및 통과 대역 저역단의 삽입 손실의 증대를 억제할 수 있는 튜너블 필터를 제공할 수 있다. 이 때문에, 이러한 튜너블 필터는, 예를 들어 통과 대역의 대역폭을 유지하면서, 중심 주파수를 시프트할 수 있다.
또한, 상기 제2 병렬 암 공진자와 상기 제2 스위치는 제4 배선에 의해 접속되고, 상기 제4 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제4 임피던스는, 상기 제1 임피던스 및 상기 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮아도 된다.
이것에 의하면, 제3 배선에 있어서의 제3 임피던스 외에도, 제4 배선에 있어서의 제4 임피던스도 낮아지기 때문에, 감쇠량을 향상함과 함께, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역에 발생하는 정재파의 진폭이 작아져서, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 특성을 보다 개선할 수 있다.
또한, 상기 제1 병렬 암 공진 회로는, 상기 제1 병렬 암 공진자에 병렬 접속된 제2 병렬 암 공진자를 더 갖고, 상기 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제1 임피던스 소자 및 제1 스위치는, 상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제2 병렬 암 공진자가 병렬 접속된 회로에 대해서 직렬 접속되며, 상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수와 상이해도 된다.
이것에 의하면, 제1 스위치의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 양측의 극(감쇠극)의 주파수를 모두 전환할 수 있는 튜너블 필터를 제공할 수 있다.
또한, 상기 탄성파 필터 장치는, 상기 제1 입출력 단자와 상기 제2 입출력 단자를 연결하는 경로 상의 노드 중, 상기 제1 노드와 다른 노드에 접속된 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로 각각은, 병렬 암 공진자와, 상기 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 임피던스 소자 및 스위치를 가져도 된다.
이것에 의하면, 래더형의 필터 구조의 단수가 증가하기 때문에, 탄성파 필터 장치의 필터 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상기 제3 임피던스, 및 상기 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로의 각각의 상기 병렬 암 공진자와 상기 스위치를 접속하는 배선에 있어서의 임피던스는, 상기 제1 임피던스 및 상기 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮아도 된다.
이것에 의하면, 각 병렬 암에 있어서의 병렬 암 공진자와 스위치를 접속하는 모든 배선에 있어서의 임피던스가 낮아지기 때문에, 회로 차수가 많아짐으로써 감쇠량을 향상시킴과 함께, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역에 발생하는 정재파의 진폭이 작아져서, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 특성을 보다 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 고주파 프론트엔드 회로는, 상기 탄성파 필터 장치와, 상기 탄성파 필터 장치에 접속되는 증폭 회로를 구비한다.
이것에 의하면, 감쇠 특성을 개선할 수 있는 고주파 프론트엔드 회로를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 통신 장치는, 안테나 소자에 의해 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와, 상기 안테나 소자와 상기 RF 신호 처리 회로의 사이에서 상기 고주파 신호를 전달하는 상기 고주파 프론트엔드 회로를 구비한다.
이것에 의하면, 감쇠 특성을 개선할 수 있는 통신 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치에 의하면, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 특성을 개선할 수 있다.
도 1은, 실시 형태 1에 따른 필터의 일례를 나타내는 회로 구성도이다.
도 2는, 실시 형태 1의 전형례에 있어서의 필터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은, 실시 형태 1에 따른 필터의 다른 예를 나타내는 회로 구성도이다.
도 4는, 실시 형태 1에 따른 필터를 구성하는 칩이 탑재된 배선 기판의 각 층의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 공진자의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터의 회로 구성도이다.
도 7a는, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터의 스위치 온 시의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 필터 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7b는, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 병렬 암 공진자의 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다.
도 7c는, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터의 스위치 오프 시의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 필터 특성을 나타내는 그래프이다.
도 8은, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터의 스위치 온 시의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 통과 대역을 나타내는 그래프이다.
도 9는, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 감쇠 대역의 감쇠량을 나타내는 그래프이다.
도 10은, 실시 형태 1에 따른 필터를 구성하는 칩이 탑재된 배선 기판의 각 층의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11a는, 실시 형태 1의 변형예에 따른 필터의 회로 구성도이다.
도 11b는, 실시 형태 1의 변형예에 따른 필터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 12a는, 실시 형태 2의 적용예 1에 있어서의 필터의 회로 구성도이다.
도 12b는, 실시 형태 2의 적용예 1에 있어서의 필터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 13a는, 실시 형태 2의 적용예 2에 있어서의 필터의 회로 구성도이다.
도 13b는, 실시 형태 2의 적용예 2에 있어서의 필터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 14a는, 실시 형태 2의 적용예 3에 있어서의 필터의 회로 구성도이다.
도 14b는, 실시 형태 2의 적용예 3에 있어서의 필터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 15a는, 실시 형태 2의 적용예 4에 있어서의 필터의 회로 구성도이다.
도 15b는, 실시 형태 2의 적용예 4에 있어서의 필터의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 16은, 실시 형태 3에 따른 고주파 프론트엔드 회로 및 그 주변 회로의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 실시예 및 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시 형태는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시 형태에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 이하의 실시 형태에 있어서의 구성 요소 중, 독립 청구항에 기재 되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소의 크기, 또는 크기의 비는, 반드시 엄밀하지 않다. 또한, 각 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 있으며, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다.
또한, 이하에 있어서, 「통과 대역 저역단」은, 「통과 대역 내의 가장 낮은 주파수」를 의미한다. 또한, 「통과 대역 고역단」은, 「통과 대역 내의 가장 높은 주파수」를 의미한다. 또한, 이하에 있어서, 「통과 대역 저역측」은, 「통과 대역외이면서 통과 대역보다 저주파수측」을 의미한다. 또한 「통과 대역 고역측」은, 「통과 대역외이면서 통과 대역보다 고주파수측」을 의미한다. 또한,이하에서는, 「저주파수측」을 「저역측」이라 칭하고, 「고주파수측」을 「고역측」이라 칭하는 경우가 있다.
(실시 형태 1)
[1. 필터의 회로 구성]
도 1은, 실시 형태 1에 따른 필터(10)의 일례를 나타내는 회로 구성도이다.
필터(10)는, 예를 들어 멀티 모드/멀티 밴드 대응의 휴대 전화의 프론트엔드부에 배치되는, 고주파 필터 회로이다. 필터(10)는, 예를 들어 LTE(Long Term Evolution) 등의 통신 규격에 준거한 멀티 밴드 대응의 휴대 전화에 내장되고, 소정의 대역(Band)의 고주파 신호를 통과시켜, 통신에 영향을 미치는 불필요한 고주파 신호를 필터링하는 대역 통과 필터이다. 필터(10)는, 탄성파 공진자를 사용한 탄성파 필터 장치이다.
또한, 필터(10)는, 통과 대역을 가변할 수 있는 주파수 가변형의 필터(튜너블 필터)이다. 이하에서 설명한 바와 같이, 필터(10)는, 스위치 소자(스위치 SW1)를 갖고, 당해 스위치 소자의 도통(온) 및 비도통(오프)에 따라서 통과 대역이 전환된다. 여기서, 스위치 소자가 온일 때의 통과 대역을 제1 통과 대역이라 칭하고, 스위치 소자가 오프일 때의 통과 대역을 제2 통과 대역이라 칭한다. 또한, 스위치 소자는, RF 신호 처리 회로(RFIC: Radio Frequency Integrated Circuit) 등의 제어부로부터의 제어 신호에 따라서 온 및 오프한다.
상기 도면에 도시한 바와 같이, 필터(10)는, 직렬 암 공진자 s1, 병렬 암 공진자 p1, 캐패시터 C1 및 스위치 SW1을 구비한다. 또한, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 경로에 있어서 입출력 단자(11m)에는 배선 a1(제1 배선)이 접속되고, 당해 경로에 있어서 입출력 단자(11n)에는 배선 a2(제2 배선)가 접속된다. 배선 a1은, 입출력 단자(11m)와, 상기 경로에 있어서 가장 입출력 단자(11m) 측에 설치된 직렬 암 공진 회로를 접속하는 배선이며, 배선 a2는, 입출력 단자(11n)와, 상기 경로에 있어서 가장 입출력 단자(11n) 측에 설치된 노드를 접속하는 배선이다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 배선 a1은, 입출력 단자(11m)와 직렬 암 공진자 s1을 접속하는 배선으로 되고, 배선 a2는, 입출력 단자(11n)와 노드 x1을 접속하는 배선으로 된다. 또한, 병렬 암 공진자 p1과 스위치 SW1은 배선 a3(제3 배선)에 의해 접속된다.
배선 a3에 있어서의 제3 임피던스는, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스 및 배선 a2에 있어서의 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮다. 배선의 임피던스는, 예를 들어 배선을 분포 상수 선로로서 보았을 때의 특성 임피던스이다. 배선 a1 및 a2는, 필터(10)의 입출력 단자에 있어서의 배선이기 때문에, 예를 들어 제1 임피던스 및 제2 임피던스는 50Ω이다. 여기에서는, 제3 임피던스는, 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮은 것의 일례로서, 50Ω인 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 양쪽보다도 낮은 것으로 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들어 직렬 암 공진자 s1, 병렬 암 공진자 p1 및 캐패시터 C1은 동일한 칩(12)으로 형성되고, 스위치 SW1은 칩(13)으로 형성되며, 배선 a1, a2 및 a3은, 칩(12)과 칩(13)을 탑재하는 배선 기판(16) 상 또는 그 내부에 형성된다. 즉, 필터(10)는, 예를 들어 칩(12 및 13) 및 배선 기판(16)에 의해 구성되기 때문에 필터(10)의 소형화를 도모할 수 있다.
스위치 SW1은, 한쪽의 단자가 병렬 암 공진자 p1과 캐패시터 C1에 접속된 노드에 접속되고, 다른 쪽의 단자가 접지에 접속된, 예를 들어 SPST(Single Pole Single Throw)형의 스위치 소자이다. 스위치 SW1은, 제어부(도시생략)로부터의 제어 신호에 의해 도통(온) 및 비도통(오프)이 전환됨으로써, 이들 접속 노드와 접지를 도통 또는 비도통으로 한다.
예를 들어, 스위치 SW1은, GaAs 혹은 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 이루어지는 FET(Field Effect Transistor) 스위치, 또는 다이오드 스위치를 들 수 있다.
캐패시터 C1과 스위치 SW1은 서로 병렬 접속됨으로써 쌍을 이루고 있으며, 한 쌍의 캐패시터 C1 및 스위치 SW1은, 병렬 암 공진자 p1과 접지의 사이에서 병렬 암 공진자 p1에 직렬 접속되어 있다.
병렬 암 공진자 p1과 캐패시터 C1과 스위치 SW1은, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 경로 상(직렬 암 상)에 설치된 제1 노드(노드 x1)와 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구성한다. 즉, 당해 제1 병렬 암 공진 회로는, 직렬 암과 접지를 연결하는 1개의 병렬 암에 설치되어 있다.
예를 들어, 입출력 단자(11m)(제1 입출력 단자)는 고주파 신호가 입력되는 입력 단자이며, 입출력 단자(11n)(제2 입출력 단자)는 고주파 신호가 출력되는 출력 단자이다. 직렬 암 공진자 s1은, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 경로 상에 설치되어 있는 직렬 암 공진 회로이다. 즉, 직렬 암 공진자 s1은, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 직렬 암에 설치된 직렬 암 공진 회로이다. 또한, 직렬 암 공진자 s1은, 탄성파 공진자로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 당해 직렬 암 공진 회로는, 1개의 탄성파 공진자에 의해 구성되어 있지만, 직렬 또는 병렬로 분할된 탄성파 공진자, 복수의 탄성파 공진자로 이루어지는 종결합 공진기여도 된다. 직렬 또는 병렬로 분할된 탄성파 공진자를 사용한 경우, 필터의 내 전력 성능을 향상시킬 수 있다. 종결합 공진기를 사용한 필터의 경우, 감쇠 강화 등이 요구되는 필터 특성에 적응하는 것이 가능해진다.
병렬 암 공진자 p1은, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 경로 상의 노드 중, 직렬 암 공진자 s1에 접속된 노드 x1과 접지(기준 단자)의 사이에 접속되어 있는 제1 병렬 암 공진자이다. 즉, 병렬 암 공진자 p1은, 상기 직렬 암 상의 노드 x1과 접지를 연결하는 병렬 암 공진 회로에 설치된 공진자이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 노드 x1은, 직렬 암 공진자 s1의 입출력 단자(11n) 측에 접속된 노드이다.
또한, 이하에서는, 편의상, 공진자의 임피던스가 극소로 되는 특이점(이상적으로는 임피던스가 0이 되는 점)을 「공진점」이라 칭하고, 그 주파수를 「공진 주파수」라 칭한다. 또한, 임피던스가 극대로 되는 특이점(이상적으로는 임피던스가 무한대가 되는 점)을 「반공진점」이라 칭하고, 그 주파수를 「반공진 주파수」라 칭한다.
직렬 암 공진자 s1 및 병렬 암 공진자 p1은, 공진 주파수 및 반공진 주파수를 갖는 탄성파 공진자이며, 탄성 표면파(SAW: Surface Acoustic Wave) 공진자, 벌크 탄성파(BAW: Bulk Acoustic Wave) 공진자 또는 FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)에 의해 구성된다. 또한, SAW에는, 표면파뿐만 아니라 경계파도 포함된다. 또한, 병렬 암 공진자는, 인덕턴스 성분 및 캐패시턴스 성분으로 구성된 등가 회로 모델(예를 들어, BVD 모델 등)로 표현되는 공진자 또는 회로이며, 공진 주파수 및 반공진 주파수를 갖는 공진자 또는 회로이면 된다.
필터(10)의 스위치 SW1이 온일 때, 스위치 SW1에 병렬 접속된 캐패시터 C1이 단락되고(선택되지 않고), 제1 병렬 암 공진 회로는 병렬 암 공진자 p1의 임피던스 특성으로 되고, 직렬 암 공진자 s1과 함께 제1 통과 대역을 구성한다.
병렬 암 공진자 p1은, 필터(10)의 제1 통과 대역 내에 반공진 주파수가 위치하고, 제1 통과 대역 저역측에 공진 주파수가 위치하도록 설계되어 있다. 직렬 암 공진자 s1은, 필터(10)의 제1 통과 대역 내에 공진 주파수가 위치하고, 제1 통과 대역 고역측에 반공진 주파수가 위치하도록 설계되어 있다. 이에 의해, 병렬 암 공진자 p1의 반공진 주파수와 직렬 암 공진자 s1의 공진 주파수에 의해 제1 통과 대역이 구성되고, 병렬 암 공진자 p1의 공진 주파수에 의해 제1 통과 대역 저역측의 감쇠극이 구성되고, 직렬 암 공진자 s1의 반공진 주파수에 의해 제1 통과 대역 고역측의 감쇠극이 구성된다.
본 실시 형태에서는, 캐패시터 C1은, 병렬 암 공진자 p1에 직렬 접속된 임피던스 소자이다. 필터(10)의 통과 대역 저역측의 감쇠극의 주파수 가변 폭은 캐패시터 C1의 상수에 의존하고, 예를 들어 캐패시터 C1의 상수가 작을수록 주파수 가변 폭이 넓어진다. 이 때문에, 캐패시터 C1의 상수는, 필터(10)에 요구되는 주파수 사양에 따라서, 적절히 결정될 수 있다. 또한, 캐패시터 C1은, 가변 용량 및 DTC(Digital Tunable Capacitor) 등의 가변 캐패시터여도 무방하다. 이에 의해, 주파수 가변 폭을 미세하게 조정하는 것이 가능해진다. 또한, 노드 x1과 병렬 암 공진자 p1의 사이에 임피던스 소자가 접속되어 있어도 된다.
또한, 이하에서는, 공진자 단체로 한정되지 않고 공진자와 임피던스 소자로 구성되는 병렬 암 공진 회로에 대해서도, 편의상, 공진자와 임피던스 소자의 합성 임피던스가 극소로 되는 특이점(이상적으로는 임피던스가 0으로 되는 점)을 「공진점」이라 칭하고, 그 주파수를 「공진 주파수」라 칭한다. 또한, 당해 합성 임피던스가 극대로 되는 특이점(이상적으로는 임피던스가 무한대로 되는 점)을 「반공진점」이라 칭하고, 그 주파수를 「반공진 주파수」라 칭한다.
필터(10)의 스위치 SW1이 오프일 때, 스위치 SW1에 병렬 접속된 캐패시터 C1이 선택되고, 제1 병렬 암 공진 회로는 병렬 암 공진자 p1과 캐패시터 C1을 직렬 접속한 합성 특성으로 이루어지는 임피던스 특성으로 되고, 직렬 암 공진자 s1과 함께 제2 통과 대역을 구성한다.
병렬 암 공진자 p1과 캐패시터 C1을 직렬 접속한 합성 특성으로 이루어지는 반공진 주파수는, 필터(10)의 제2 통과 대역 내에 반공진 주파수가 위치하고, 제2 통과 대역 저역측에 공진 주파수가 위치하도록 설계되어 있다. 이에 의해, 제1 병렬 암 공진자와 캐패시터 C1을 직렬 접속한 합성 특성으로 이루어지는 반공진 주파수와 직렬 암 공진자 s1의 공진 주파수에 의해 제2 통과 대역이 구성되고, 제1 병렬 암 공진자와 캐패시터 C1을 직렬 접속한 합성 특성으로 이루어지는 공진 주파수에 의해 제2 통과 대역 저역측의 감쇠극이 구성된다.
따라서, 제1 병렬 암 공진 회로에서는, 스위치 SW1의 온(도통) 및 오프(비도통)에 따라서, 임피던스가 극소로 되는 주파수로 되는 주파수가, 저역측 또는 고역측으로 시프트한다. 즉, 제1 병렬 암 공진 회로는, 필터(10)의 통과 대역 저역측의 감쇠극의 주파수를 가변할 수 있다. 이와 같이, 필터(10)는, 스위치 SW1이 온 상태로부터 오프 상태로 전환됨으로써 통과 대역의 저역측의 감쇠극이 고역측으로 시프트하는 주파수 가변의 튜너블 필터이다. 여기서, 필터(10)의, 스위치 SW1의 온/오프가 전환되었을 때의 필터 특성에 대하여 전형례에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 전형례는, 필터(10)와 주파수 대역이 상이하지만, 통과 대역의 저역측의 감쇠극의 시프트의 경향은, 전형례의 필터 주파수의 대역에서도 마찬가지이다.
도 2는, 실시 형태 1의 전형례에 있어서의 필터의 특성을 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 상기 도면의 (a)는, 공진자 단체(병렬 암 공진자 p1 및 직렬 암 공진자 s1 각각)의 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면의 (b)는, 스위치 SW1 온/오프 시의 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다. 또한, 상기 도면에는 직렬 암 공진자 s1의 임피던스 특성도 함께 도시되어 있다. 상기 도면의 (c)는, 스위치 SW1 온/오프 시의 필터 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다.
스위치 SW1 온인 상태에서는, 전형례의 필터는, 병렬 암 공진자 p1의 반공진 주파수와 직렬 암 공진자 s1의 공진 주파수에 의해 통과 대역이 규정되고, 병렬 암 공진자 p1의 공진 주파수에 의해 통과 대역 저역측의 극(감쇠극)이 규정되며, 직렬 암 공진자 s1의 반공진 주파수에 의해 통과 대역 고역측의 극(감쇠극)이 규정되는, 제1 통과 특성을 갖는다.
한편, 스위치 SW1 오프인 상태에서는, 병렬 암 공진자 p1의 임피던스 특성은, 캐패시터 C1의 영향을 받는 특성으로 된다. 즉, 이 상태에서는, 병렬 암 공진자 p1과 캐패시터 C1의 합성 특성이 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성으로 된다.
이 때문에, 상기 도면의 (b)의 검은 화살표로 나타낸 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환되면, 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성에 있어서, 공진 주파수가 고역측으로 시프트하고, 전형례의 필터는, 제1 통과 특성과는 다른 제2 통과 특성을 갖는다.
이와 같이, 스위치 SW1이 온 상태로부터 오프 상태로 전환됨으로써 통과 대역의 저역측의 감쇠극이 고역측으로 시프트하는, 통과 대역을 가변할 수 있는 튜너블 필터를 제공할 수 있다.
또한, 임피던스 소자는 캐패시터로 한정되지 않고, 예를 들어 인덕터여도 무방하다. 임피던스 소자로서 인덕터를 사용한 경우, 캐패시터를 사용한 경우에 비하여, 스위치 소자를 온/오프했을 때의 통과 대역 시프트 방향이 상이하다. 구체적으로는, 스위치 소자가 온 상태로부터 오프 상태로 전환됨으로써 통과 대역의 저역측의 감쇠극은, 캐패시터를 사용한 경우에는 고역측으로 시프트하고, 인덕터를 사용한 경우에는 저역측으로 시프트하게 된다. 또한, 통과 대역의 주파수 가변 폭은 인덕터의 상수에 의존하고, 예를 들어 인덕터의 상수가 클수록 주파수 가변 폭이 넓어진다. 이 때문에, 인덕터의 상수는, 필터(10)에 요구되는 주파수 사양에 따라서, 적절히 결정될 수 있다. 또한, 이때, 인덕터는, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)를 사용한 가변 인덕터여도 무방하다. 이에 의해, 주파수 가변 폭을 미세하게 조정하는 것이 가능해진다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 직렬 암 공진자 s1 및 병렬 암 공진자 p1이 동일한 칩(14)으로 형성되고, 스위치 SW1 및 캐패시터 C1이 동일한 칩(15)으로 형성되어도 된다. 이 경우, 배선 a3은 병렬 암 공진자 p1과, 캐패시터 C1과 스위치 SW1의 병렬 접속 회로의 사이에 배치된다. 도 3에 도시한 구성에 의해 얻어지는 효과는, 도 1에 도시한 구성에 의해 얻어지는 효과(후술함)와 동일하기 때문에, 도 3에 도시한 구성의 상세한 설명은 생략한다.
도 4는, 실시 형태 1에 따른 필터(10)를 구성하는 칩(12 및 13)이 탑재된 배선 기판(16)의 각 층의 일례를 나타내는 도면이다. 배선 기판(16)은, 다층 기판이며, 상기 도면에는, 배선 기판(16)의 각 층을 파선으로 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 각 층 중, 접지(접지 패턴)가 설치된 층을 GND층 A, B 및 C로서 나타내고, 스위치 SW를 제어하기 위한 제어 배선 혹은 스위치 SW의 전원 배선이 설치된 층을 SW 전원층으로서 나타내고, 입출력 단자(11m)에 접속된 배선 a1이 설치된 층을 입출력 배선층으로서 나타내고 있다. GND층 A, B 및 C에 있어서 도시한 파선상의 굵은 실선은, 접지를 나타내고 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, SW 전원층에는 제어 배선 및 전원 배선의 양쪽이 설치된다. 또한, 도 4에서는, 배선 a2 및 입출력 단자(11n), 및 스위치 SW1을 제어하기 위한 제어 배선, 및 스위치 SW1의 전원 배선의 도시를 생략하였다.
여기서 배선에는, 예를 들어 칩(12 및 13)에 있어서의 배선, 범프 및 비아 홀(스루홀), 및 배선 기판(16)에 있어서의 배선 및 비아 홀이 포함된다. 따라서, 배선 a1은, 입출력 단자(11m)로부터 직렬 암 공진자 s1까지의 경로에 있어서의, 배선 기판(16) 내의 배선, 배선 기판(16)의 비아 홀, 칩(12)의 범프, 칩(12) 내의 배선(도 4에 도시생략)을 포함한다. 배선 a2는, 도 4에는 도시하지 않았지만, 입출력 단자(11n)로부터 노드 x1까지의 경로에 있어서의, 배선 기판(16) 내의 배선, 배선 기판(16)의 비아 홀, 칩(12)의 범프, 칩(12) 내의 배선을 포함한다. 또한, 배선 a3은, 병렬 암 공진자 p1로부터 스위치 SW1까지의 경로에 있어서의, 칩(12) 내의 배선(도 4에 도시생략), 칩(12)의 범프, 칩(12)의 범프에 접속된 배선 기판(16)의 비아 홀, 배선 기판(16) 내의 배선, 칩(13)의 범프에 접속된 배선 기판(16)의 비아 홀, 칩(13)의 범프, 칩(13) 내의 배선(도 4에 도시생략)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 배선 a3에 있어서의 제3 임피던스는, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스 및 배선 a2에 있어서의 제2 임피던스의 양쪽보다도 낮다. 여기에서는, 배선 a1과 a3에 착안하여, 제1 임피던스 및 제3 임피던스에 대하여 설명한다.
배선 a1은, 입출력 배선층에 설치된다. 또한, 배선 a1이 입출력 배선층에 설치된다 함은, 배선 a1인 입출력 단자(11m)로부터 직렬 암 공진자 s1까지의 경로 중 일부가 배선 패턴으로서 입출력 배선층에 설치되는 것을 의미한다. 도 4에는, 배선 a1의 일부가 입출력 배선층에 설치되어 있는 것이 도시되어 있다.
배선 a3은, SW 전원층에 설치된다. 또한, 배선 a3이 SW 전원층에 설치된다 함은, 배선 a3인 병렬 암 공진자 p1로부터 스위치 SW1까지의 경로 중 일부가 배선 패턴으로서 SW 전원층에 설치되는 것을 의미한다. 도 4에는, 배선 a3의 일부가 SW 전원층에 설치되어 있는 것이 도시되어 있다.
배선에 있어서의 임피던스는, 당해 배선과 접지의 거리가 가까울수록 낮아진다. 이것은, 필터(10)를 집중 상수 회로로서 본 경우에, 당해 배선과 접지의 거리가 가까울수록 당해 배선과 접지 사이의 용량이 커져서, 당해 배선의 인덕턴스 성분이 작아지기 때문이다. 배선 a3에 있어서의 제3 임피던스는, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스보다도 낮기 때문에, 배선 a3과 접지의 거리는, 배선 a1과 접지의 거리보다도 짧게 할 필요가 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 배선 a3의 일부인 SW 전원층에 설치된 배선 패턴과 GND층 A 또는 B에 설치된 접지의 거리는, 배선 a1의 일부인 입출력 배선층에 설치된 배선 패턴과 GND층 B 또는 C에 설치된 접지의 거리보다도 작다. 구체적으로는, 입출력 배선층에 설치된 배선 a1의 배선 패턴과, GND층 B 또는 C에 설치된 접지의 거리는 예를 들어 150μm, SW 전원층에 설치된 배선 a3의 배선 패턴과 GND층 A 또는 B에 설치된 접지의 거리는 예를 들어 20μm이다. 따라서, 배선 a3에 있어서의 제3 임피던스는, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스보다도 낮아진다.
또한, SW 전원층은, 스위치 SW1의 도통 및 비도통을 제어하기 위한 제어 배선, 및 스위치 SW1에 전원 전압을 공급하기 위한 전원 배선이 설치되어 있기 때문에, 제어 회로 및 전원 회로에서 발생하는 노이즈가 누설되기 쉽다. 따라서, SW 전원층은, SW 전원층으로부터 누설되는 노이즈를 실드하기 위해서, 접지에 접속된 전극이 설치된 GND층으로 덮인다. 도 4에 도시한 바와 같이, SW 전원층은, GND층 A 및 B에 끼워진 층이다. 또한, 제어 배선 및 전원 배선은, 스위치의 온/오프 전환 동작을 행하는 회로이며, 필터(10)의 고주파 신호 경로로부터 분리된 회로이다. 따라서, 제어 배선 및 전원 배선은, 이들 특성 임피던스에 관계없이 필터 특성에 영향을 미치지 않기 때문에, 높이 저감화를 위해서, 상기 접지층과 SW 전원층의 거리를 짧게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 제어 배선 및 전원 배선의 특성 임피던스는 낮게 설정되어 있다. 따라서, 배선 a3을, SW 전원층에 설치함으로써, 배선 a3과 접지의 거리를 짧게 하는 것과, 배선 기판(16)의 높이 저감화의 양쪽을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 배선 a3을, SW 전원층에 설치한 경우, 전원 회로와 제어 회로로부터 발생하는 노이즈가 배선 a3에 영향을 미치지만, 배선 a3에 접속되는 병렬 암 공진자 p1은, 필터(10)의 통과 대역에 있어서 임피던스가 높게 설정되어 있기 때문에, 노이즈는 병렬 암 공진자 p1에 의해 차단된다.
그 때문에, 배선 a3을, SW 전원층에 설치하여도, 필터(10)를 통과하는 고주파 신호는, 제어 배선 및 전원 배선으로부터의 노이즈의 영향을 받지 않고, 소형화 및 높이 저감화가 가능해진다.
또한, 직렬 암 공진자 s1, 병렬 암 공진자 p1, 캐패시터 C1 및 스위치 SW1은, 칩으로서 배선 기판(16) 상에 설치되어 있지만, 예를 들어 직렬 암 공진자 s1, 병렬 암 공진자 p1, 캐패시터 C1 및 스위치 SW1이 배선 기판(16)의 내부에 매립되는 등, 직접 설치되어도 된다.
[2. 공진자 구조]
이하, 필터(10)를 구성하는 각 공진자의 구조에 대하여, 임의의 공진자에 착안하여 보다 상세히 설명한다. 또한, 다른 공진자에 대해서는, 당해 임의의 공진자와 대략 동일한 구조를 갖기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
도 5는, 본 실시 형태에 있어서의 공진자에 탄성 표면파 공진자를 사용한 경우의 구조를 모식적으로 나타내는 도면의 일례이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 단면도이다. 또한, 도 5에 도시된 공진자는, 필터(10)를 구성하는 각 공진자의 전형적인 구조를 설명하기 위한 것이다. 이 때문에, 필터(10)의 각 공진자의 IDT 전극을 구성하는 전극 핑거의 개수나 길이 등은, 상기 도면에 도시한 IDT 전극의 전극 핑거 개수나 길이로 한정되지 않는다. 또한, 상기 도면에서는, 공진자를 구성하는 반사기에 대해서는 도시를 생략하였다.
상기 도면의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 공진자는, IDT 전극(101)과, 당해 IDT 전극(101)이 형성된 압전성을 갖는 기판(102)과, 당해 IDT 전극(101)을 덮는 보호층(103)을 구비한다. 이하, 이들 구성 요소에 대하여, 상세히 설명한다.
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 압전성을 갖는 기판(102)의 위에는, IDT 전극(101)을 구성하는 서로 대향하는 한 쌍의 빗살 전극(101a 및 101b)이 형성되어 있다. 빗살 전극(101a)은, 서로 평행한 복수의 전극 핑거(110a)와, 복수의 전극 핑거(110a)를 접속하는 버스 바 전극(111a)으로 구성되어 있다. 또한, 빗살 전극(101b)은, 서로 평행한 복수의 전극 핑거(110b)와, 복수의 전극 핑거(110b)를 접속하는 버스 바 전극(111b)으로 구성되어 있다. 복수의 전극 핑거(110a 및 110b)는, 전반 방향과 직교하는 방향을 따라서 형성되어 있다.
또한, 빗살 전극(101a 및 101b)은, 각각이 단체로 IDT 전극이라 칭해지는 경우도 있다. 단, 이하에서는, 편의상, 한 쌍의 빗살 전극(101a 및 101b)에 의해 1개의 IDT 전극(101)이 구성되어 있는 것으로서 설명한다.
또한, 복수의 전극 핑거(110a 및 110b), 및 버스 바 전극(111a 및 111b)으로 구성되는 IDT 전극(101)은, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 밀착층(101g)과 주 전극층(101h)의 적층 구조로 되어 있다.
밀착층(101g)은, 압전성을 갖는 기판(102)과 주 전극층(101h)의 밀착성을 향상시키기 위한 층이며, 재료로서, 예를 들어, Ti가 사용된다. 밀착층(101g)의 막 두께는, 예를 들어 12㎚이다.
주 전극층(101h)은, 재료로서, 예를 들어, Cu를 1％ 함유한 Al이 사용된다. 주 전극층(101h)의 막 두께는, 예를 들어 162㎚이다.
압전성을 갖는 기판(102)은, IDT 전극(101)이 형성된 기판이며, 예를 들어LiTaO3 압전 단결정, LiNbO3 압전 단결정, KNbO3 압전 단결정, 수정, 또는 압전 세라믹스의 단체 혹은 적층체로 이루어진다. 또한, 압전성을 갖는 기판(102)은, 적어도 일부에 압전성을 갖고 있으면 된다. 압전성을 갖는 기판은, 적어도 표면에 압전성을 갖는 기판이다. 당해 기판은, 예를 들어 표면에 압전 박막을 구비하고, 당해 압전 박막과 음속이 서로 다른 막, 및 지지 기판 등의 적층체로 구성되어 있어도 된다. 또한, 당해 기판은, 예를 들어 고음속 지지 기판과, 고음속 지지 기판 상에 형성된 압전 박막을 포함하는 적층체, 고음속 지지 기판과, 고음속 지지 기판 상에 형성된 저음속막과, 저음속막 상에 형성된 압전 박막을 포함하는 적층체, 또는 지지 기판과, 지지 기판 상에 형성된 고음속막과, 고음속막 상에 형성된 저음속막과, 저음속막 상에 형성된 압전 박막을 포함하는 적층체여도 된다. 또한, 당해 기판은, 기판 전체에 압전성을 갖고 있어도 된다.
보호층(103)은, 빗살 전극(101a 및 101b)을 덮도록 형성되어 있다. 보호층(103)은, 주 전극층(101h)을 외부 환경으로부터 보호하고, 주파수 온도 특성을 조정하며, 내습성을 높이는 등을 목적으로 하는 층이며, 예를 들어 이산화규소를 주성분으로 하는 막이다.
또한, 필터(10)가 갖는 각 공진자의 구조는, 도 5에 기재된 구조로 한정되지 않는다. 예를 들어, IDT 전극(101)은, 금속막의 적층 구조가 아니라, 금속막의 단층이어도 된다. 또한, 밀착층(101g), 주 전극층(101h) 및 보호층(103)을 구성하는 재료는, 상술한 재료로 한정되지 않는다. 또한, IDT 전극(101)은, 예를 들어 Ti, Al, Cu, Pt, Au, Ag, Pd 등의 금속 또는 합금으로 구성되어도 되고, 상기의 금속 또는 합금으로 구성되는 복수의 적층체로 구성되어도 된다. 또한, 보호층(103)은, 형성되어 있지 않아도 된다.
이상과 같이 구성된 공진자(탄성파 공진자)에서는, IDT 전극(101)의 설계 파라미터 등에 의해, 여진되는 탄성파의 파장이 규정된다. 즉, IDT 전극(101)의 설계 파라미터 등에 의해, 공진자에 있어서의 공진 주파수 및 반공진 주파수가 규정된다. 이하, IDT 전극(101)의 설계 파라미터, 즉 빗살 전극(101a) 및 빗살 전극(101b)의 설계 파라미터에 대하여 설명한다.
상기 탄성파의 파장은, 도 5에 도시한 빗살 전극(101a 및 101b)을 구성하는 복수의 전극 핑거(110a 또는 110b)의 반복 주기 λ로 규정된다. 또한, 전극 피치(전극 주기)는, 당해 반복 주기 λ의 1/2이며, 빗살 전극(101a 및 101b)을 구성하는 전극 핑거(110a 및 110b)의 라인 폭을 W로 하고, 인접하는 전극 핑거(110a)와 전극 핑거(110b) 사이의 스페이스 폭을 S로 한 경우, (W+S)로 정의된다. 또한, IDT 전극(101)의 교차 폭 L은, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 빗살 전극(101a)의 전극 핑거(110a)와 빗살 전극(101b)의 전극 핑거(110b)를 탄성파의 전반 방향에서 본 경우의 중복되는 전극 핑거 길이이다. 또한, 전극 듀티(듀티비)는, 복수의 전극 핑거(110a 및 110b)의 라인 폭 점유율이며, 복수의 전극 핑거(110a 및 110b)의 라인 폭과 스페이스 폭의 가산값에 대한 당해 라인 폭의 비율이며, W/(W+S)로 정의된다. 또한, 대수는, 빗살 전극(101a 및 101b) 중, 쌍을 이루는 전극 핑거(110a) 및 전극 핑거(110b)의 수이며, 전극 핑거(110a) 및 전극 핑거(110b)의 총수의 대략 반수이다. 예를 들어, 대수를 N으로 하고, 전극 핑거(110a) 및 전극 핑거(110b)의 총수를 M으로 하면, M=2N+1을 충족시킨다. 즉, 빗살 전극(101a 및 101b)의 한쪽의 1개의 전극 핑거의 선단 부분과 당해 선단 부분에 대향하는 다른 쪽의 버스 바 전극의 사이에 끼워지는 영역의 수가 0.5쌍에 상당한다. 또한, IDT 전극(101)의 막 두께는, 복수의 전극 핑거(110a 및 110b)의 두께 h이다.
필터(10)를 구성하는 각 캐패시터는, 예를 들어 공진자와 동일하도록 탄성파의 전반 방향을 따른 복수의 전극 핑거가 있는 빗살 전극에 의해 구성된다. 또한, 각 캐패시터는, 예를 들어 적층된 2개의 배선을 대향 전극으로 하고, 당해 대향 전극 간에 절연체층 혹은 유전체층이 설치된 입체 배선에 의해 구성되어도 된다.
[3. 필터 특성]
다음으로, 본 실시 형태의 적용예에 있어서의 필터(10A)의 필터 특성에 대하여 설명한다. 필터(10)는, 1개의 직렬 암 공진 회로(직렬 암 공진자 s1)와, 직렬 암 공진 회로에 있어서의 노드 x1과 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구비하는 것으로 하였다. 그러나, 필터(탄성파 필터 장치)는, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 경로 상의 노드 중, 노드 x1과 상이한 노드에 접속된 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로와, 당해 경로 상에 설치된 적어도 하나의 직렬 암 공진 회로를 더 구비해도 된다. 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터(10A)는, 예를 들어 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로로서 제3 병렬 암 공진 회로 및 제4 병렬 암 공진 회로, 및 적어도 하나의 직렬 암 공진 회로로서 직렬 암 공진자 s2 및 s3을 구비한다.
도 6은, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터(10A)의 회로 구성도이다.
제3 병렬 암 공진 회로는, 노드 x1과 상이한 노드(도 6 중의 노드 x2)에 접속된 병렬 암 공진자 p3과, 병렬 암 공진자 p3과 접지의 사이에서 병렬 암 공진자 p3에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 캐패시터 C(3)(임피던스 소자) 및 스위치 SW3을 갖는다. 제4 병렬 암 공진 회로는, 노드 x1과 상이한 노드(도 6 중의 노드 x3)에 접속된 병렬 암 공진자 p4와, 병렬 암 공진자 p4와 접지의 사이에서 병렬 암 공진자 p4에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 캐패시터 C4(임피던스 소자) 및 스위치 SW4를 갖는다. 또한, 노드 x2와 병렬 암 공진자 p3의 사이 및 노드 x3과 병렬 암 공진자 p4의 사이에 임피던스 소자가 접속되어 있어도 된다.
직렬 암 공진자 s2 및 s3은, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)의 사이에 있어서 직렬 암 공진자 s1에 직렬 접속되어 있는 직렬 암 공진 회로이다. 직렬 암 공진자 s2 및 s3은, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 서로 다른 직렬 암에 설치된 공진자이다. 당해 서로 다른 직렬 암에는, 직렬 암 공진자 s2 및 s3으로 한정되지 않고, 1 이상의 탄성파 공진자로 이루어지는 직렬 암 공진 회로가 설치되어 있으면 된다.
배선 a1은, 입출력 단자(11m)와, 입출력 단자(11m)와 입출력 단자(11n)를 연결하는 경로에 있어서 가장 입출력 단자(11m) 측에 설치된 직렬 암 공진 회로를 접속하는 배선이며, 배선 a2는, 입출력 단자(11n)와, 상기 경로에 있어서 가장 입출력 단자(11n) 측에 설치된 노드를 접속하는 배선이다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 배선 a1은, 입출력 단자(11m)와 직렬 암 공진자 s1을 접속하는 배선으로 되고, 배선 a2는, 입출력 단자(11n)와 노드 x3을 접속하는 배선으로 된다. 또한, 병렬 암 공진자 p3과 스위치 SW3은 배선 a5에 의해 접속되고, 병렬 암 공진자 p4와 스위치 SW4는 배선 a6에 의해 접속된다. 배선 a5에 있어서의 임피던스를 제5 임피던스로 하고, 배선 a6에 있어서의 임피던스를 제6 임피던스로 한다.
도 7a는, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터(10A)의 스위치 온 시의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 필터 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면에 도시한 실선은, 배선 a3, a5 및 a6이 없는, 즉, 병렬 암 공진자 p1, p3 및 p4의 각각과 스위치 SW1, SW3 및 SW4의 각각이 직접 접속된 경우의 필터(10A)의 특성을 나타낸다. 점선, 파선, 일점쇄선은, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스가 모두 10Ω, 50Ω, 200Ω인 경우의 필터 특성을 나타낸다.
또한, 통과 대역에 있어서의, 배선 a1의 제1 임피던스 및 배선 a2의 제2 임피던스를 각각 필터(10A)의 기준화 임피던스에 맞춰서, 예를 들어 50Ω으로 하고 있다.
근년, 캐리어 애그리게이션(CA)에 대응하기 위해서, 고주파 신호를 주파수 대역마다 분리(분파)하는 분파기가 널리 사용되고 있다. 이러한 분파기로서, 복수의 필터를 포함하는 멀티플렉서가 제안되어 있다. 이러한 멀티플렉서에서는, 각 필터의 일단부 단자가, 직접 접속, 혹은 위상기 혹은 필터 선택 스위치를 통해 공통 단자화된다. 이에 의해, 하나의 필터 특성이 다른 필터의 특성에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 하나의 필터 특성이며 당해 하나의 필터 자신에는 문제로 되지 않는 특성이, 다른 필터의 특성을 열화시키는 요인으로 될 수 있다. 구체적으로는, 하나의 필터 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역(저지 영역)에 있어서의 감쇠 특성은, 하나의 필터 자신의 통과 대역 내의 통과 특성에는 영향을 미치지 않는다. 그러나, 당해 감쇠 대역의 주파수가 다른 필터의 통과 대역에 위치하고 있는 경우, 다른 필터의 통과 대역에 있어서의 통과 특성을 열화시키는 요인으로 된다.
스위치 SW1, SW3 및 SW4를 온했을 때의 필터(10)는, 도 7a에 도시한 바와 같이, 특정한 대역을 통과 대역으로 하는 통과 특성을 갖고, 당해 통과 대역보다도 고역측의 예를 들어 미들 밴드 및 하이 밴드(1710 내지 2690㎒: 도 7a 중의 파선 원으로 나타내는 개소)를 감쇠 대역으로 하는 감쇠 특성을 갖는다. 예를 들어, 상술한 멀티플렉서의 하나의 필터가 필터(10A)이며, 다른 필터가, 미들 밴드 및 하이 밴드를 통과 대역으로 하는 필터인 경우에, 필터(10)의 감쇠 대역에 있어서의 감쇠량이 작을 때에는, 당해 다른 필터의 통과 대역에 있어서의 통과 특성이 열화될 수 있다.
필터(10A)는, 스위치 SW1, SW3 및 SW4를 온했을 때, 병렬 암 공진자 p1, p3 및 p4는 각각 배선 a3, a5 및 a6을 통해 접지에 접속된다. 도 7b는, 병렬 암 공진자 p1의 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 통과 대역보다 고역측의 감쇠 대역에 있어서는, 병렬 암 공진자 p1은 캐패시터로서 기능하고, 도 7b에 도시한 바와 같이, 병렬 암 공진자 p1의 통과 대역보다 고역측의 감쇠 대역에 있어서는 임피던스가 낮다. 예를 들어, 미들 밴드인 1710㎒ 이상에서는 20Ω 이하이다. 또한, 도시는 생략하였지만, 병렬 암 공진자 p3 및 p4에 대해서도 병렬 암 공진자 p1과 마찬가지로, 병렬 암 공진자 p3 및 p4의 통과 대역보다 고역측의 감쇠 대역에 있어서는 임피던스가 낮다. 따라서, 도 7a에 도시한 바와 같이, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스가 높을수록, 배선 a3, a5 및 a6의 각각과 병렬 암 공진자 p1, p3 및 p4의 각각의 임피던스가 부정합으로 되고, 감쇠 특성이 크게 물결쳐서(ripple), 감쇠량이 악화되어 있음을 알 수 있다. 이것은, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스가 높을수록, 배선 a3, a5 및 a6에 있어서의 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스의 부정합에 의해 발생하는 정재파에 의해, 통과 대역의 고역측의 진폭이 커지기 때문이다. 따라서, 제3 임피던스를 낮게 함으로써, 필터(10A)의 감쇠 특성을 개선할 수 있어, 상기 다른 필터의 통과 특성의 열화를 억제할 수 있다.
도 7c는, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터(10A)의 스위치 온 시의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 필터 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면에 도시한 실선, 점선, 파선, 일점쇄선은, 도 7a에 있어서의 것과 동일하다. 도 7c에 도시한 바와 같이, 배선 a3, a5 및 a6의 각각은, 스위치 SW1, SW3 및 SW4의 각각에 의해 개방으로 되기 때문에, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켜도 통과 특성에 영향은 없다.
다음으로, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 낮게 했을 때의 필터(10A)의 통과 대역에 있어서의 통과 특성에 대하여 설명한다.
도 8은, 실시 형태 1의 적용예에 있어서의 필터(10A)의 스위치 온 시의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 통과 대역을 나타내는 그래프이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켜도, 필터(10A)의 통과 대역에 있어서의 통과 특성의 변화는 적다.
또한, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스가, 제1 임피던스 및 제2 임피던스보다도(50Ω보다도), 보다 작을수록 감쇠 특성을 개선할 수 있지만, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스가 몇 Ω 이하인 것이 바람직한지를 표 1 및 도 9를 이용하여 설명한다. 또한, 표 1 및 도 9에서는, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 총칭해서 「임피던스」로서 나타내고 있다.
Figure 112019029184222-pct00001
도 9는, 실시 형태 1의 전형례에 있어서의 필터(10A)의, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스를 변화시켰을 때의 감쇠 대역의 감쇠량을 나타내는 그래프이며, 표 1은 그 구체적인 수치 데이터이다. 도 9 및 표 1은, 구체적으로는, 감쇠 대역으로서 미들 밴드 및 하이 밴드(1710 내지 2690㎒)에서의 감쇠량을 나타내고 있다.
일반적으로, CA에 대응하기 위해서, 예를 들어 미들 밴드 및 하이 밴드에 있어서 45㏈ 이상의 감쇠량이 요구됨과 함께, 45㏈ 이상의 감쇠량이 있으면, 멀티플렉서에 사용되는 필터로서 사용한 경우, 다른 필터의 통과 대역 내 손실에 거의 영향을 미치지 않는다. 표 1 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제3 임피던스가 40Ω일 때 감쇠량이 45.1㏈로 된다. 따라서, CA에 대응하기 위해서는, 제3 임피던스, 제5 임피던스 및 제6 임피던스는 40Ω 이하인 것이 바람직하다.
또한, 실시 형태 1의 전형례로서, 실시 형태 1의 필터(10)를 복수 단(여기서는 3단) 접속한 구성인 필터(10A)를 사용해서 본 발명의 동작 원리를 설명하였지만, 필터(10) 단체의 구성이어도, 동작 원리는 마찬가지이다.
단, 필터(10)가 복수 단 접속된 구성의 경우에는, 회로 차수가 많아짐으로써 감쇠량이 향상됨과 함께, 각 병렬 암의 병렬 암 공진자와 스위치를 접속하는 배선에 있어서의 임피던스가, 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮음으로써, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역에 발생하는 정재파의 진폭이 작아져서, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 특성을 보다 개선할 수 있다.
[4. 제3 임피던스를 저하시키는 방법]
도 4에 도시한 바와 같이, 배선 a3을 SW 전원층에 설치하고, 배선 a3과 접지의 거리를 작게 함으로써 제3 임피던스를 낮게 할 수 있음을 설명하였지만, 제3 임피던스를 저하시키는 방법은 이것으로 한정되지 않는다.
예를 들어, 배선이 있어서의 임피던스는, 당해 배선을 구성하는 비아 홀의 직경이 클수록 낮아진다.
도 10은, 실시 형태 1에 따른 필터(10)를 구성하는 칩(12 및 13)이 탑재된 배선 기판(16A)의 각 층의 다른 예를 나타내는 도면이다.
배선 기판(16A)에서는, 도 4에 도시한 배선 기판(16)과 비교하여, 배선 a3의 일부를 구성하는 비아 홀의 직경이 크다. 도 10에 도시한 바와 같이, 배선 a3의 일부를 구성하는 비아 홀의 직경은, 배선 a1의 일부를 구성하는 비아 홀의 직경 및 배선 a2를 구성하는 비아 홀(도시생략)의 직경보다도 크다. 비아 홀의 직경이 클수록, 당해 비아 홀에 의해 구성되는 배선에 있어서의 임피던스는 낮아지기 때문에, 배선 a3에 있어서의 제3 임피던스는, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스 및 배선 a2에 있어서의 제2 임피던스보다 낮아진다.
또한, 배선에 있어서의 임피던스는, 당해 배선의 폭(라인 폭)이 굵을수록 낮아진다. 따라서, 배선 a3의 폭을 배선 a1 및 a2의 폭(예는 30μm)보다도 굵게 함(예를 들어 50μm 이상으로 함)으로써, 제1 임피던스 및 제2 임피던스보다 제3 임피던스를 낮게 할 수 있다.
또한, 배선이 있어서의 임피던스는, 당해 배선 부분의 비유전율이 클수록 낮아진다. 따라서, 배선 a3 근방의 비유전율을 배선 a1 및 a2 근방의 비유전율보다도 크게 함으로써, 제1 임피던스 및 제2 임피던스보다 제3 임피던스를 낮게 할 수 있다.
이와 같이, 배선 a3의 GND층 또는 전원층의 위치, 배선 a3의 폭(형상), 배선 a3을 구성하는 비아 홀의 직경, 또는 배선 a3의 비유전율을 적절히 설계함으로써, 제3 임피던스를 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 낮게 한다.
[5. 통과 대역 저역측의 급준성(첨예도)의 악화의 억제]
상술한 바와 같이, 배선 a3은 병렬 암 공진자 p1과 스위치 SW1을 접속하는 배선이다. 배선 a3은, 스위치 SW1이 온일 때, 병렬 암 공진자 p1에 직렬 접속되는 인덕터로서 기능하기 때문에, 배선 a3이 길면 인덕턴스가 커져서, 제1 병렬 암 공진 회로의 공진 주파수가 저주파측으로 시프트해버리기 때문에, 필터(10)의 통과 대역 저역측의 급준성(첨예도)이 악화되어버린다. 따라서, 배선 a3은 짧게 설계하는 것이 바람직하고, 배선 기판(16)의 상측(예를 들어 칩 탑재면측), 예를 들어 배선 기판(16)의 두께 방향의 1/2보다 상측에 배치하는 것이 바람직하다. 한편, 배선 a1 및 a2는 배선 기판(16)의 하측 혹은 저면에 설치된 입출력 단자(11m 및 11n)에 접속할 필요가 있기 때문에, 배선 기판(16)의 하측, 바람직하게는 배선 a3보다 하측에 설치하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 배선 a3을 배선 기판(16)의 상측, 배선 a1 및 a2를 배선 기판(16)의 하측에 배치함으로써, 필터(10)의 통과 대역 저역측의 급준성(첨예도)의 악화를 억제할 수 있다.
[6. 효과 등]
이상 설명한 바와 같이, 배선 a3의 제3 임피던스가 높은 경우에는, 병렬 암 공진자 p1과의, 임피던스의 부정합에 의한 정재파가 발생하고, 제3 임피던스가 높을수록 정재파의 진폭이 커져서, 필터(10)(탄성파 필터 장치)의 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역의 감쇠 특성이 악화되어버린다. 이에 반하여, 제3 임피던스를, 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮게 함으로써, 당해 정재파의 진폭이 작아져서, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제1 임피던스 및 제2 임피던스는, 필터(10)의 기준화 임피던스에 맞춰서, 예를 들어 50Ω인 것이 바람직하고, 제3 임피던스는 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 양쪽보다도 낮은 것이 바람직하다. 이에 의해, 통과 대역에 있어서의 손실의 증가를 억제하면서, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역에 있어서의 감쇠 특성을 개선할 수 있다.
또한, 제3 임피던스가 40Ω 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, CA에 대응하기 위해서 요구되는 하이 밴드 및 미들 밴드에서의 감쇠량으로서, 45㏈ 이상의 감쇠량을 실현할 수 있다.
(실시 형태 1의 변형예)
상기 실시 형태에서는, 필터(10)는, 병렬 암 공진자 p1의 공진 주파수에 의해 통과 대역 저역측의 극(감쇠극)이 규정되는 제1 통과 특성을 갖는 것으로 하였다. 그러나, 제1 통과 특성은, 인덕터의 영향을 받은 특성이어도 무방하다. 그래서, 실시 형태 1의 변형예에 따른 필터로서, 이러한 제1 통과 특성을 갖는 필터에 대하여 설명한다.
도 11a는, 실시 형태 1의 변형예에 따른 필터(10B)의 회로 구성도이다.
상기 도면에 도시한 필터(10B)는, 도 1에 도시한 필터(10)에 비하여, 병렬 암 공진자 p1과 캐패시터 C1의 접속 노드와 접지를 스위치 SW1을 통해 연결하는 경로에 설치된 인덕터 L1(제1 인덕터 소자)을 더 구비한다. 필터(10B)가 인덕터 L1을 구비함으로써, 스위치 SW1이 오프 상태로부터 온 상태로 전환되었을 때의 통과 대역 저역측의 감쇠극의 저역측으로의 시프트 양은, 커진다.
도 11b는, 실시 형태 1의 변형예에 따른 필터(10B)의 특성을 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 상기 도면의 (a)는, 공진자 단체(병렬 암 공진자 p1 및 직렬 암 공진자 s1 각각)의 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면의 (b)는, 스위치 SW 온/오프 시의 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다. 또한, 상기 도면에는 병렬 암 공진자 p1 단체의 임피던스 특성 및 직렬 암 공진자 s1의 임피던스 특성도 함께 도시되어 있다. 상기 도면의 (c)는, 스위치 SW 온/오프 시의 필터 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다.
스위치 SW1 온인 상태에서는, 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성은, 인덕터 L1의 영향을 받는 특성으로 된다. 즉, 이 상태에서는, 병렬 암 공진자 p1과 인덕터 L1의 합성 특성이 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성으로 된다. 필터(10A)는, 제1 병렬 암 공진 회로의 반공진 주파수와 직렬 암 공진자 s1의 공진 주파수에 의해 통과 대역이 규정되고, 제1 병렬 암 공진 회로의 공진 주파수에 의해 통과 대역 저역측의 극(감쇠극)이 규정되며, 직렬 암 공진자 s1의 반공진 주파수에 의해 통과 대역 고역측의 극(감쇠극)이 규정되는, 제1 통과 특성을 갖는다.
한편, 스위치 SW1 오프인 상태에서는, 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성은, 캐패시터 C1의 영향을 받는 특성이 된다. 즉, 이 상태에서는, 병렬 암 공진자 p1과 캐패시터 C1의 합성 특성이 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성으로 된다.
제1 병렬 암 공진 회로의 공진 주파수는, 스위치 SW1이 온인 상태에서는 인덕터 L1의 영향을 받아서 저역측으로 시프트하고, 스위치 SW1이 오프인 상태에서는 캐패시터 C1의 영향을 받아서 고역측으로 시프트한다. 즉, 상기 도면의 (b)의 검은 화살표로 나타낸 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환되면, 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성에 있어서, 제1 병렬 암 공진 회로의 공진 주파수가 고역측으로 크게 시프트한다. 따라서, 필터(10A)는, 통과 대역의 시프트 양을 크게 할 수 있다.
이와 같은 필터(10B)여도, 제3 임피던스가 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 낮음으로써, 실시 형태 1과 마찬가지로, 감쇠 특성을 개선할 수 있다. 즉, 필터(10B)는, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 특성을 개선할 수 있는 튜너블 필터를 구성한다.
(실시 형태 2)
상기 실시 형태 및 그 변형예에 따른 필터(탄성파 필터 장치)는, 통과 대역을 가변할 수 있는 튜너블 필터이다. 실시 형태 2에 따른 필터로서, 이러한 튜너블 필터의 적용예에 대하여 적용예 1 내지 4를 이용하여 설명한다.
[적용예 1]
도 12a는, 실시 형태 2의 적용예 1에 있어서의 필터(20A)의 회로 구성도이다.
상기 도면에 도시한 필터(20A)는, 도 1에 도시한 필터(10)에 비하여, 노드 x1과 접지의 사이에서, 제1 병렬 암 공진 회로에 병렬 접속된 제2 병렬 암 공진 회로를 더 구비한다. 제2 병렬 암 공진 회로는, 노드 x1에 접속된 병렬 암 공진자 p2(제2 병렬 암 공진자)를 갖는다. 또한, 병렬 암 공진자 p1에 있어서의 공진 주파수(fp1이라 칭함)는, 병렬 암 공진자 p2에 있어서의 공진 주파수(fp2라 칭함)와 상이하다. 본 적용예에서는, fp1은 fp2보다도 높다. 또한, 노드 x1과 병렬 암 공진자 p2와의 사이에 임피던스 소자가 접속되어 있어도 된다.
상기 도면에 도시한 필터(20A)에서는, 스위치 SW1의 온(도통) 및 오프(비도통)에 따라서, 임피던스가 극소가 되는 주파수 및 당해 임피던스가 극대로 되는 주파수가, 모두 저역측 또는 모두 고역측으로 시프트한다.
도 12b는, 실시 형태 2의 적용예 1에 있어서의 필터(20A)의 특성을 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 상기 도면의 (a)는, 공진자 단체(병렬 암 공진자 p1 및 p2 및 직렬 암 공진자 s1의 각각)의 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면의 (b)는, 스위치 SW1의 온/오프 시의 병렬 암 회로(본 적용예에서는 병렬 암 공진자 p1 및 p2 및 캐패시터 C1 및 스위치 SW1로 구성되는 회로)의 합성 임피던스 특성(합성 특성)을 비교해서 나타내는 그래프이다. 또한, 상기 도면에는 직렬 암 공진자 s1의 임피던스 특성도 함께 도시되어 있다. 상기 도면의 (c)는, 스위치 SW1의 온/오프 시의 필터 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다.
또한, 이하에서는, 공진자 단체, 병렬 암 공진 회로로 한정되지 않고, 복수의 병렬 암 공진 회로가 병렬 접속되어 구성되는 병렬 암 회로에 대해서도, 편의상, 병렬 암 회로의 합성 임피던스가 극소로 되는 특이점(이상적으로는 임피던스가 0으로 되는 점)을 「공진 주파수」라 칭한다. 또한, 당해 합성 임피던스가 극대로 되는 특이점(이상적으로는 임피던스가 무한대로 되는 점)을 「반공진 주파수」라 칭한다.
스위치 SW1이 온인 상태에서는, 필터(20A)는, 병렬 암 회로의 2개의 반공진 주파수 중 저역측의 반공진 주파수와 직렬 암 공진자 s1의 공진 주파수에 의해 통과 대역이 규정되고, 병렬 암 공진자 p1의 공진 주파수에 의해 통과 대역 저역측의 극(감쇠극)이 규정되며, 병렬 암 공진자 p2의 공진 주파수 및 직렬 암 공진자 s1의 반공진 주파수에 의해 통과 대역 고역측의 극(감쇠극)이 규정되는, 제1 통과 특성을 갖는다.
한편, 스위치 SW1이 오프인 상태에서는, 병렬 암 회로의 임피던스 특성은, 캐패시터 C1의 영향을 받는 특성으로 된다. 즉, 이 상태에서는, 2개의 병렬 암 공진자(병렬 암 공진자 p1 및 p2)와 캐패시터 C1의 합성 특성이 병렬 암 회로의 임피던스 특성으로 된다.
본 적용예에서는, 스위치 SW1이 오프 시에는 병렬 암 공진자 p1에만 캐패시터 C1이 부가된다. 이 때문에, 상기 도면의 (b)의 검은 화살표로 나타낸 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환되면, 병렬 암 회로의 임피던스 특성(도면 중의 병렬 암의 합성 특성)에 있어서, 2개의 공진 주파수 중 고역측의 공진 주파수 및 2개의 반공진 주파수 중 저역측의 반공진 주파수가, 모두 고역측으로 시프트한다.
여기서, 병렬 암 회로의 저역측의 반공진 주파수와 고역측의 공진 주파수는, 필터(20A)의 통과 대역 고역측의 감쇠 슬로프를 규정한다. 따라서, 상기 도면의 (c)에 도시한 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환됨으로써, 필터(20A)의 통과 특성은, 제1 통과 특성으로부터 통과 대역 고역측의 감쇠 슬로프의 급준도를 유지하면서 고역측으로 시프트한 제2 통과 특성으로 전환된다. 바꾸어 말하면, 필터(20A)는, 스위치 SW1의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 고역측의 감쇠극의 주파수를 전환할 수 있음과 함께, 통과 대역 고역단의 삽입 손실의 증대를 억제할 수 있다.
이와 같은 필터(20A)여도, 제3 임피던스가 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 낮음으로써, 실시 형태 1과 마찬가지로, 감쇠 특성을 개선할 수 있다. 즉, 필터(20A)는, 감쇠 특성을 개선할 수 있는 튜너블 필터를 구성한다.
[적용예 2]
도 13a는, 실시 형태 2의 적용예 2에 있어서의 필터(20B)의 회로 구성도이다.
상기 도면에 도시한 필터(20B)는, 도 12a에 도시한 필터(20A)에 비하여, fp1은 fp2보다도 낮은 점이 상이하다.
도 13b는, 실시 형태 2의 적용예 2에 있어서의 필터(20B)의 특성을 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 상기 도면의 (a) 및 (b)는, 도 12b의 (a) 및 (b)와 마찬가지로, 공진자 단체의 임피던스 특성 및 병렬 암 회로의 합성 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면의 (c)는, 스위치 SW1의 온/오프 시의 필터 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다.
본 적용예에서는, 스위치 SW1이 오프 시에는 병렬 암 공진자 p1에만 캐패시터 C1이 부가된다. 이 때문에, 상기 도면의 (b)의 검은 화살표로 나타낸 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환되면, 병렬 암 회로의 임피던스 특성(도면 중의 병렬 암의 합성 특성)에 있어서, 2개의 공진 주파수 중 저역측의 공진 주파수 및 2개의 반공진 주파수 중 저역측의 반공진 주파수가, 모두 고역측으로 시프트한다.
여기서, 병렬 암 회로의 저역측의 반공진 주파수와 저역측의 공진 주파수는, 필터(20B)의 통과 대역 저역측의 감쇠 슬로프를 규정한다. 따라서, 상기 도면의 (c)에 도시한 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환됨으로써, 필터(20B)의 통과 특성은, 제1 통과 특성으로부터 통과 대역 저역측의 감쇠 슬로프의 급준도를 유지하면서 고역측으로 시프트한 제2 통과 특성으로 전환된다. 바꾸어 말하면, 필터(20B)는, 스위치 SW1의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 저역측의 감쇠극의 주파수를 전환할 수 있음과 함께, 통과 대역 저역단의 삽입 손실의 증대를 억제할 수 있다.
이와 같은 필터(20B)여도, 제3 임피던스가 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 낮음으로써, 실시 형태 1과 마찬가지로, 감쇠 특성을 개선할 수 있다. 즉, 필터(20B)는, 감쇠 특성을 개선할 수 있는 튜너블 필터를 구성한다.
[적용예 3]
도 14a는, 실시 형태 2의 적용예 3에 있어서의 필터(20C)의 회로 구성도이다.
필터(20C)에서는, 제2 병렬 암 공진 회로는, 병렬 암 공진자 p2와 접지의 사이에서 병렬 암 공진자 p2에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 캐패시터 C2(제2 임피던스 소자) 및 스위치 SW2(제2 스위치)를 더 갖는다. 또한, 병렬 암 공진자 p2와 스위치 SW2는 배선 a4(제4 배선)에 의해 접속된다. 배선 a4에 있어서의 제4 임피던스는, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스 및 배선 a2에 있어서의 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮다. 또한, 본 적용예에서는, 예를 들어 fp1은 fp2보다도 높다. 상기 도면에 도시한 필터(20C)는, 통과 대역 고역측 및 통과 대역 저역측의 감쇠 슬로프를 모두 시프트시킨다.
도 14b는, 실시 형태 2의 적용예 3에 있어서의 필터(20C)의 특성을 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 상기 도면의 (a) 및 (b)는, 도 12b의 (a) 및 (b)와 마찬가지로, 공진자 단체의 임피던스 특성 및 병렬 암 회로(본 적용예에서는 병렬 암 공진자 p1, p2, 캐패시터 C1, C2 및 스위치 SW1, SW2로 구성되는 회로)의 합성 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면의 (c)는, 스위치 SW1 및 SW2 모두 온/오프 시의 필터 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다.
본 적용예에서는, 스위치 SW1 및 SW2 모두 오프 시에는, 병렬 암 공진자 p1에는 캐패시터 C1이 부가되고, 병렬 암 공진자 p2에는 캐패시터 C2가 부가된다. 이 때문에, 상기 도면의 (b)의 검은 화살표로 나타낸 바와 같이, 스위치 SW1 및 SW2이 온으로부터 오프로 모두 전환되면, 병렬 암 회로의 임피던스 특성(도면 중의 병렬 암의 합성 특성)에 있어서, 2개의 공진 주파수의 양쪽 및 2개의 반공진 주파수 중 저역측의 반공진 주파수가, 모두 고역측으로 시프트한다.
따라서, 상기 도면의 (c)에 도시한 바와 같이, 스위치 SW1 및 SW2가 모두 온으로부터 오프로 전환됨으로써, 필터(20C)의 통과 특성은, 제1 통과 특성으로부터 통과 대역 고역측 및 통과 대역 저역측의 감쇠 슬로프가 급준도를 유지하면서 고역측으로 시프트한 제2 통과 특성으로 전환된다. 바꾸어 말하면, 필터(20C)는, 스위치 SW1 및 SW2의 도통 및 비도통의 전환에 따라서, 통과 대역 고역측 및 통과 대역 저역측의 감쇠극의 주파수를 전환할 수 있음과 함께, 통과 대역 고역단 및 통과 대역 저역단의 삽입 손실의 증대를 억제할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 필터(20C)는, 대역폭을 유지하면서, 중심 주파수를 시프트할 수 있다.
또한, 필터(20C)는, 스위치 SW1 및 SW2를 모두 온/오프하지 않아도 되며, 이들을 개별로 온/오프해도 무방하다. 단, 스위치 SW1 및 SW2를 모두 온/오프할 경우, 스위치 SW1 및 SW2를 제어하는 제어선의 개수를 삭감할 수 있기 때문에, 필터(20C)의 구성의 간소화가 도모된다.
한편, 이들을 개별로 온/오프하는 경우, 필터(20C)에 의해 전환 가능한 통과 대역의 베리에이션을 증가시킬 수 있다.
구체적으로는, fp1은 fp2보다도 높기 때문에, 병렬 암 공진자 p1에 직렬 접속된 스위치 SW1의 온 및 오프에 따라서, 통과 대역의 고역단을 가변할 수 있고, 병렬 암 공진자 p2에 직렬 접속된 스위치 SW2의 온 및 오프에 따라서, 통과 대역의 저역단을 가변할 수 있다.
따라서, 스위치 SW1 및 SW2를 모두 온 또는 모두 오프함으로써, 통과 대역의 저역단 및 고역단을 모두 저역측 또는 고역측으로 시프트할 수 있다. 즉, 통과 대역의 중심 주파수를 저역측 또는 고역측으로 시프트할 수 있다. 또한, 스위치 SW1 및 SW2의 한쪽을 온으로부터 오프로 함과 함께 다른 쪽을 오프로부터 온으로 함으로써, 통과 대역의 저역단 및 고역단의 양쪽을 이들의 주파수 차가 넓어지거나 또는 좁아지도록 시프트할 수 있다. 즉, 통과 대역의 중심 주파수를 대략 일정하게 하면서, 통과 대역 폭을 가변할 수 있다. 또한, 스위치 SW1 및 SW2의 한쪽을 온 또는 오프로 한 상태에서 다른 쪽을 온 및 오프함으로써, 통과 대역의 저역단 및 고역단의 한쪽을 고정한 상태에서 다른 쪽을 저역측 또는 고역측으로 시프트할 수 있다. 즉, 통과 대역의 저역단 또는 고역단을 가변할 수 있다.
이와 같이, 제2 병렬 암 공진 회로가 캐패시터 C2 및 스위치 SW2를 가짐으로써, 통과 대역을 가변하는 자유도를 높일 수 있다.
이와 같은 필터(20C)여도, 제3 임피던스 및 제 4 임피던스가 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 낮음으로써, 실시 형태 1과 마찬가지로, 감쇠 특성을 개선할 수 있다. 즉, 필터(20C)는, 감쇠 특성을 개선할 수 있는 튜너블 필터를 구성한다. 또한, 제3 임피던스 및 제4 임피던스 중 적어도 한쪽이 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 낮아도 무방하다. 바꾸어 말하면, 제3 임피던스 및 제4 임피던스 중 어느 하나가 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 높아도 무방하다.
[적용예 4]
도 15a는, 실시 형태 2의 적용예 4에 있어서의 필터(20D)의 회로 구성도이다.
상기 도면에 도시한 필터(20D)는, 도 12a에 도시한 필터(20A)에 비하여, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 캐패시터 C1 및 스위치 SW1이, 병렬 암 공진자 p1과 병렬 암 공진자 p2가 병렬 접속된 회로에 대해서 직렬 접속되어 점이 상이하다. 또한, fp1은, fp2와 상이하다. 여기에서는, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 캐패시터 C1 및 스위치 SW1이, 병렬 암 공진자 p1과 병렬 암 공진자 p2가 병렬 접속된 회로에 대해서 직렬 접속되어 있는 회로를 제1 병렬 암 공진 회로라 칭한다.
도 15b는, 실시 형태 2의 적용예 4에 있어서의 필터(20D)의 특성을 나타내는 그래프이다. 구체적으로는, 상기 도면의 (a) 및 (b)는, 도 12b의 (a) 및 (b)와 마찬가지로, 공진자 단체의 임피던스 특성 및 제1 병렬 암 공진 회로의 합성 임피던스 특성을 나타내는 그래프이다. 상기 도면의 (c)는, 스위치 SW1의 온/오프 시의 필터 특성을 비교해서 나타내는 그래프이다.
본 적용예에서는, 스위치 SW1이 오프 시에는 병렬 접속된 병렬 암 공진자 p1 및 p2에 대해서 캐패시터 C1이 부가된다. 이 때문에, 상기 도면의 (b)의 검은 화살표로 나타낸 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환되면, 제1 병렬 암 공진 회로의 임피던스 특성(도면 중의 병렬 암의 합성 특성)에 있어서, 2개의 반공진 주파수는 모두 시프트하지 않고, 2개의 공진 주파수의 양쪽이 모두 고역측으로 시프트한다.
따라서, 상기 도면의 (c)에 도시한 바와 같이, 스위치 SW1이 온으로부터 오프로 전환됨으로써, 필터(20D)의 통과 특성은, 제1 통과 특성으로부터 통과 대역 양측의 극(감쇠극)이 모두 고역측으로 시프트한 제2 통과 특성으로 전환된다.
이와 같은 필터(20D)여도, 제3 임피던스가 제1 임피던스 및 제2 임피던스의 적어도 한쪽보다도 낮음으로써, 실시 형태 1과 마찬가지로, 감쇠 특성을 개선할 수 있다. 즉, 필터(20D)는, 감쇠 특성을 개선할 수 있는 튜너블 필터를 구성한다.
(실시 형태 3)
이상의 실시 형태 1 및 2에서 설명한 필터(탄성파 필터 장치)는, 고주파 프론트엔드 회로 등에 적용할 수 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 이러한 고주파 프론트엔드 회로에 대해서, 예를 들어 상기 실시 형태 1에 따른 필터(10)를 구비하는 구성에 대하여 설명한다.
도 16은, 실시 형태 3에 따른 고주파 프론트엔드 회로(1) 및 그 주변 회로의 구성도이다. 상기 도면에는, 고주파 프론트엔드 회로(1)와, 안테나 소자(2)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(3)가 도시되어 있다. 고주파 프론트엔드 회로(1) 및 RFIC(3)는, 통신 장치(4)를 구성하고 있다. 안테나 소자(2), 고주파 프론트엔드 회로(1) 및 RFIC(3)는, 예를 들어 멀티 모드/멀티 밴드 대응의 휴대 전화 프론트엔드부에 배치된다.
안테나 소자(2)는, 고주파 신호를 송수신하는, 예를 들어 LTE 등의 통신 규격에 준거한 멀티 밴드 대응의 안테나이다. 또한, 안테나 소자(2)는, 예를 들어 통신 장치(4)의 전체 밴드에 대응하지 않아도 되며, 저주파수 대역군 또는 고주파수 대역군의 밴드에만 대응하고 있어도 무방하다. 또한, 안테나 소자(2)는, 통신 장치(4)에 내장되어 있지 않고, 통신 장치(4)와는 별도로 설치되어 있어도 무방하다.
RFIC(3)는, 안테나 소자(2)에 의해 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로이다. 구체적으로는, RFIC(3)는, 안테나 소자(2)로부터 고주파 프론트엔드 회로(1)의 수신측 신호 경로를 통해 입력된 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를, 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 당해 신호 처리하여 생성된 수신 신호를 기저 대역 신호 처리 회로(도시생략)로 출력한다. 또한, RFIC(3)는, 기저 대역 신호 처리 회로로부터 입력된 송신 신호를 업컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 당해 신호 처리하여 생성된 고주파 신호(여기서는 고주파 송신 신호)를 고주파 프론트엔드 회로(1)의 송신측 신호 경로(도시생략)로 출력한다.
고주파 프론트엔드 회로(1)는, 안테나 소자(2)와 RFIC(3)의 사이에서 고주파 신호를 전달하는 회로이다. 구체적으로는, 고주파 프론트엔드 회로(1)는, 안테나 소자(2)에 의해 수신된 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를, 수신측 신호 경로를 통해 RFIC(3)에 전달한다.
고주파 프론트엔드 회로(1)는, 안테나 소자(2)측으로부터 순서대로 가변 임피던스 정합 회로(100)와, 스위치군(110)과, 필터군(120)과, 스위치군(150)과, 수신 증폭 회로군(160)을 구비한다.
스위치군(110)은, 제어부(도시생략)로부터의 제어 신호에 따라서, 안테나 소자(2)와 소정의 밴드에 대응하는 필터를 접속하는 1 이상의 스위치(본 실시 형태에서는 복수의 스위치)에 의해 구성된다. 또한, 안테나 소자(2)와 접속되는 필터는 1개로 한정되지 않고, 복수여도 무방하다.
필터군(120)은, 1 이상의 필터에 의해 구성되고, 본 실시 형태에서는, 예를 들어 다음의 제1 내지 제5 필터에 의해 구성된다. 구체적으로는, 제1 필터는, Band29, 및 Band12, 67, 13, 14 중 어느 하나의 밴드에 대응 가능한 튜너블 필터이다. 제2 필터는, Band68 및 28a의 CA, Band28a 및 28b의 CA, 및 Band28a 및 20의 CA 중 어느 하나의 CA에 대응 가능한 튜너블 필터이며, 상기 실시 형태 1에 따른 필터(10)를 사용할 수 있다. 제3 내지 제5 필터는, 모두 통과 대역이 고정된 필터이며, 제3 필터는 Band27에 대응하고, 제4 필터는 Band26에 대응하며, 제5 필터는 Band8에 대응한다.
스위치군(150)은, 제어부(도시생략)로부터의 제어 신호에 따라서, 소정의 밴드에 대응하는 필터와, 수신 증폭 회로군(160) 중 당해 소정의 밴드에 대응하는 수신 증폭 회로를 접속하는 1 이상의 스위치(본 실시 형태에서는 복수의 스위치)에 의해 구성된다. 또한, 수신 증폭 회로와 접속되는 필터는 1개로 한정되지 않고, 복수여도 무방하다.
수신 증폭 회로군(160)은, 스위치군(150)으로부터 입력된 고주파 수신 신호를 전력 증폭하는 1 이상의 로우 노이즈 증폭기(본 실시 형태에서는 복수의 로우 노이즈 증폭기)에 의해 구성된다.
이와 같이 구성된 고주파 프론트엔드 회로(1)는, 안테나 소자(2)로부터 입력된 고주파 신호(여기서는 고주파 수신 신호)를, 소정의 필터로 필터링하고, 또한, 소정의 로우 노이즈 증폭기에 의해 증폭하여, RFIC(3)에 출력한다. 또한, 로우 밴드에 대응하는 RFIC와 하이 밴드에 대응하는 RFIC는, 개별로 설치되어 있어도 무방하다.
여기서, 고주파 프론트엔드 회로(1)는, 제2 필터(튜너블 필터)로서, 상기의 실시 형태 1에 따른 필터(10)를 구비한다. 실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 필터(10)는, 제3 임피던스가 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮게 되어 있다. 이 때문에, 이러한 필터(10)를 구비하는 고주파 프론트엔드 회로(1)는, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역의 감쇠 특성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 감쇠 대역은 미들 밴드 및 하이 밴드(1710 내지 2690㎒)이다.
또한, 고주파 프론트엔드 회로(1)는, 상기 실시 형태 1에 따른 필터(10)(튜너블 필터)를 구비함으로써, 통과 대역이 고정된 필터를 설치하는 경우에 비하여 필터의 개수를 삭감할 수 있기 때문에, 소형화할 수 있다.
또한, 고주파 프론트엔드 회로(1)는, 제1 필터(튜너블 필터)로서, 필터(10)를 구비해도 무방하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 고주파 프론트엔드 회로(1)로서, 수신측 신호 경로에 복수의 필터(수신 필터)가 설치된 수신 다이버시티용 구성에 대하여 설명하였다. 그러나, 고주파 프론트엔드 회로의 구성은 이것으로 한정되지 않고, 송신측 신호 경로에 복수의 필터(송신 필터)가 설치된 송신 다이버시티용 구성이어도 무방하다. 또한, 고주파 프론트엔드 회로는, 복수의 수신 필터 혹은 복수의 송신 필터를 구비하는 다이버시티용 구성으로 한정되지 않고, 1개의 수신 필터만 혹은 1개의 송신 필터만을 구비하는 구성이어도 상관없고, 적어도 하나의 송신 필터와 적어도 하나의 수신 필터를 구비하는 송수신용 구성이어도 무방하다.
(기타 실시 형태)
이상, 본 발명의 실시 형태에 따른 탄성파 필터 장치 및 고주파 프론트엔드 회로에 대하여, 실시 형태 1 내지 3을 들어 설명하였지만, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합해서 실현되는 별도의 실시 형태나, 상기 실시 형태에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 내는 각종 변형을 실시하여 얻어지는 변형예나, 본 발명에 따른 탄성파 필터 장치 및 고주파 프론트엔드 회로를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들어, 상술한 고주파 프론트엔드 회로(1)와 RFIC(3)(RF 신호 처리 회로)를 구비하는 통신 장치(4)도 본 발명에 포함된다. 이와 같은 통신 장치(4)에 의하면, 감쇠 특성을 개선할 수 있다.
또한, 상술한 필터를 구비하는 듀플렉서 등의 멀티플렉서도 본 발명에 포함된다. 즉, 복수의 필터의 일단의 단자가 공통 단자화된 멀티플렉서에 있어서, 적어도 하나의 필터는 상술한 어느 하나의 필터여도 무방하다.
또한, 예를 들어 상기 실시 형태에서는, 배선 a3에 있어서의 제3 임피던스는, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스 및 배선 a2에 있어서의 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮은 것의 일례로서, 제1 임피던스 및 제2 임피던스를 50Ω으로 하고 그 양쪽보다도 낮은 것으로 하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 임피던스 및 제2 임피던스는 50Ω이 아니어도 되며, 제3 임피던스는, 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 임피던스가 높은 쪽보다도 낮아도 무방하다.
또한, 예를 들어 상기 실시 형태 3에서는, 배선 a3에 있어서의 제3 임피던스가, 배선 a1에 있어서의 제1 임피던스 및 배선 a2에 있어서의 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮은 것으로 하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 제3 임피던스뿐만 아니라, 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로의 각각의 병렬 암 공진자와 스위치를 접속하는 배선에 있어서의 임피던스(배선 a5에 있어서의 제5 임피던스 및 배선 a6에 있어서의 제6 임피던스)도 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮아도 무방하다. 즉, 필터(30)의 각 병렬 암에 있어서의 병렬 암 공진자와 스위치를 접속하는 배선의 임피던스 중 적어도 하나(바람직하게는 전부)가, 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮아도 무방하다. 예를 들어, 필터(10)의 각 병렬 암에 있어서의 병렬 암 공진자와 스위치를 접속하는 배선의 임피던스 모두를, 제1 임피던스 및 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮게 함으로써, 통과 대역보다도 고역측의 감쇠 대역의 감쇠 특성을 보다 개선할 수 있다.
또한, 상술한 모든 공진자 혹은 일부의 공진자는, 탄성 표면파를 사용한 탄성파 공진자로 한정되지 않고, 예를 들어 벌크 탄성파 또는 탄성 경계파를 사용한 탄성파 공진자에 의해 구성되어 있어도 무방하다. 즉, 상술한 모든 공진자 혹은 일부의 공진자는, IDT 전극에 의해 구성되어 있지 않아도 무방하다. 이러한 공진자를 갖는 탄성파 필터 장치여도, 감쇠 특성을 개선할 수 있다.
또한, 예를 들어 고주파 프론트엔드 회로 또는 통신 장치에 있어서, 각 구성 요소의 사이에, 인덕터나 캐패시터가 접속되어 있어도 무방하다. 또한, 당해 인덕터에는, 각 구성 요소 간을 연결하는 배선에 의한 배선 인덕터가 포함되어도 된다.
본 발명은, 멀티 반도체 시스템에 적용할 수 있는 소형의 필터, 멀티플렉서, 프론트엔드 회로 및 통신 장치로서, 휴대 전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.
1: 고주파 프론트엔드 회로
2: 안테나 소자
3: RFIC(RF 신호 처리 회로)
4: 통신 장치
10, 10A, 20A 내지 20D: 필터(탄성파 필터 장치)
11m: 입출력 단자(제1 입출력 단자)
11n: 입출력 단자(제2 입출력 단자)
12 내지 15: 칩
16, 16A: 배선 기판
101: IDT 전극
101a, 101b: 빗살 전극
101g: 밀착층
101h: 주 전극층
102: 압전성을 갖는 기판
103: 보호층
110a, 110b: 전극 핑거
111a, 111b: 버스 바 전극
110, 150: 스위치군
120: 필터군
160: 수신 증폭 회로군
a1 내지 a6: 배선
C1 내지 C4: 캐패시터(임피던스 소자)
L1: 인덕터(제1 인덕터 소자)
p1 내지 p4: 병렬 암 공진자
s1 내지 s3: 직렬 암 공진자(직렬 암 공진 회로)
SW1 내지 SW4: 스위치(스위치 소자)

Claims (17)

  1. 주파수 가변형의 탄성파 필터 장치로서,
    제1 입출력 단자와 제2 입출력 단자를 연결하는 경로 상에 설치된 직렬 암 공진 회로와,
    상기 경로 상에 설치된 제1 노드와 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구비하고,
    상기 제1 병렬 암 공진 회로는,
    제1 병렬 암 공진자와,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 제1 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제1 임피던스 소자 및 제1 스위치를 갖고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제1 입출력 단자에는 제1 배선이 접속되고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제2 입출력 단자에는 제2 배선이 접속되고,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 스위치는 제3 배선에 의해 접속되며,
    상기 제3 배선의 제1 단부는 상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 임피던스 소자와의 접속 노드에 접속되고, 상기 제3 배선의 제2 단부는 상기 제1 스위치에 접속되며,
    상기 제3 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제3 임피던스는, 상기 제1 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제1 임피던스 및 상기 제2 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮은, 탄성파 필터 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 임피던스는, 상기 제1 임피던스 및 상기 제2 임피던스의 양쪽보다도 낮은, 탄성파 필터 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3 임피던스는 40Ω 이하인, 탄성파 필터 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탄성파 필터 장치는, 배선 기판을 더 구비하고,
    상기 제1 배선, 상기 제2 배선 및 상기 제3 배선 중 적어도 하나는, 일부가 상기 배선 기판 상 또는 상기 배선 기판의 내부에 설치되는, 탄성파 필터 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 병렬 암 공진자 및 상기 제1 스위치는, 상기 배선 기판 상 또는 상기 배선 기판의 내부에 설치되는, 탄성파 필터 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제3 배선은, 상기 제1 스위치와 상기 제1 스위치를 제어하기 위한 제어 회로를 연결하는 제어 배선이 설치된 층, 또는, 상기 제1 스위치와 상기 제1 스위치를 구동시키는 전원 회로를 연결하는 전원 배선이 설치된 층에 마련되는, 탄성파 필터 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탄성파 필터 장치는, 상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 임피던스 소자에 접속된 노드와, 접지를 상기 제1 스위치를 통해 연결하는 경로에 설치된 제1 인덕터 소자를 더 구비하는, 탄성파 필터 장치.
  8. 주파수 가변형의 탄성파 필터 장치로서,
    제1 입출력 단자와 제2 입출력 단자를 연결하는 경로 상에 설치된 직렬 암 공진 회로와,
    상기 경로 상에 설치된 제1 노드와 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구비하고,
    상기 제1 병렬 암 공진 회로는,
    제1 병렬 암 공진자와,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 제1 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제1 임피던스 소자 및 제1 스위치를 갖고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제1 입출력 단자에는 제1 배선이 접속되고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제2 입출력 단자에는 제2 배선이 접속되고,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 스위치는 제3 배선에 의해 접속되며,
    상기 제3 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제3 임피던스는, 상기 제1 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제1 임피던스 및 상기 제2 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮고,
    상기 탄성파 필터 장치는, 상기 제1 노드와 접지의 사이에서, 상기 제1 병렬 암 공진 회로에 병렬 접속된 제2 병렬 암 공진 회로를 더 구비하고,
    상기 제2 병렬 암 공진 회로는, 제2 병렬 암 공진자를 갖고,
    상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수와 상이한, 탄성파 필터 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수보다도 높은, 탄성파 필터 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수보다도 낮은, 탄성파 필터 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 병렬 암 공진 회로는, 상기 제2 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 제2 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제2 임피던스 소자, 및 제2 스위치를 더 갖는, 탄성파 필터 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 병렬 암 공진자와 상기 제2 스위치는 제4 배선에 의해 접속되고,
    상기 제4 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제4 임피던스는, 상기 제1 임피던스 및 상기 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮은, 탄성파 필터 장치.
  13. 주파수 가변형의 탄성파 필터 장치로서,
    제1 입출력 단자와 제2 입출력 단자를 연결하는 경로 상에 설치된 직렬 암 공진 회로와,
    상기 경로 상에 설치된 제1 노드와 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구비하고,
    상기 제1 병렬 암 공진 회로는,
    제1 병렬 암 공진자와,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 제1 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제1 임피던스 소자 및 제1 스위치를 갖고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제1 입출력 단자에는 제1 배선이 접속되고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제2 입출력 단자에는 제2 배선이 접속되고,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 스위치는 제3 배선에 의해 접속되며,
    상기 제3 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제3 임피던스는, 상기 제1 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제1 임피던스 및 상기 제2 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮고,
    상기 제1 병렬 암 공진 회로는, 상기 제1 병렬 암 공진자에 병렬 접속된 제2 병렬 암 공진자를 더 갖고,
    상기 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제1 임피던스 소자 및 제1 스위치는, 상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제2 병렬 암 공진자가 병렬 접속된 회로에 대해서 직렬 접속되며,
    상기 제1 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수는, 상기 제2 병렬 암 공진자에 있어서의 공진 주파수와 상이한, 탄성파 필터 장치.
  14. 주파수 가변형의 탄성파 필터 장치로서,
    제1 입출력 단자와 제2 입출력 단자를 연결하는 경로 상에 설치된 직렬 암 공진 회로와,
    상기 경로 상에 설치된 제1 노드와 접지의 사이에 접속된 제1 병렬 암 공진 회로를 구비하고,
    상기 제1 병렬 암 공진 회로는,
    제1 병렬 암 공진자와,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 제1 병렬 암 공진자에 직렬 접속되며, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 제1 임피던스 소자 및 제1 스위치를 갖고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제1 입출력 단자에는 제1 배선이 접속되고,
    상기 경로 상에 있어서 상기 제2 입출력 단자에는 제2 배선이 접속되고,
    상기 제1 병렬 암 공진자와 상기 제1 스위치는 제3 배선에 의해 접속되며,
    상기 제3 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제3 임피던스는, 상기 제1 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제1 임피던스 및 상기 제2 배선에 있어서의 특성 임피던스인 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮고,
    상기 탄성파 필터 장치는, 상기 제1 입출력 단자와 상기 제2 입출력 단자를 연결하는 경로 상의 노드 중, 상기 제1 노드와 다른 노드에 접속된 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로를 더 구비하고,
    상기 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로의 각각은,
    병렬 암 공진자와,
    상기 병렬 암 공진자와 접지의 사이에서 상기 병렬 암 공진자에 직렬 접속되고, 또한, 서로 병렬 접속된 한 쌍의 임피던스 소자 및 스위치를 갖는, 탄성파 필터 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 임피던스 및 상기 적어도 하나의 병렬 암 공진 회로의 각각의 상기 병렬 암 공진자와 상기 스위치를 접속하는 배선에 있어서의 임피던스는, 상기 제1 임피던스 및 상기 제2 임피던스 중 적어도 한쪽보다도 낮은, 탄성파 필터 장치.
  16. 제1항 또는 제2항에 기재된 탄성파 필터 장치와,
    상기 탄성파 필터 장치에 접속되는 증폭 회로를 구비하는, 고주파 프론트엔드 회로.
  17. 안테나 소자에 의해 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와,
    상기 안테나 소자와 상기 RF 신호 처리 회로의 사이에서 상기 고주파 신호를 전달하는 제16항에 기재된 고주파 프론트엔드 회로를 구비하는, 통신 장치.
KR1020197008241A 2016-09-26 2017-09-13 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치 KR102193508B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-187480 2016-09-26
JP2016187480 2016-09-26
PCT/JP2017/033140 WO2018056148A1 (ja) 2016-09-26 2017-09-13 弾性波フィルタ装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190040991A KR20190040991A (ko) 2019-04-19
KR102193508B1 true KR102193508B1 (ko) 2020-12-21

Family

ID=61690473

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197008241A KR102193508B1 (ko) 2016-09-26 2017-09-13 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10742193B2 (ko)
KR (1) KR102193508B1 (ko)
CN (1) CN109792238B (ko)
WO (1) WO2018056148A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10622969B2 (en) * 2014-12-02 2020-04-14 Kyocera Corporation Acoustic wave element, multi plexer, and communication module
WO2018061949A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置
WO2018061950A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置
CN111183585B (zh) * 2017-10-10 2023-09-15 株式会社村田制作所 多工器
CN111279612B (zh) * 2017-10-24 2023-08-22 株式会社村田制作所 高频电路、多工器、高频前端电路以及通信装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332882A (ja) * 1998-11-13 2003-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波フィルタ
US20090251235A1 (en) * 2008-02-15 2009-10-08 Stmicroelectronics S.A. Bulk acoustic wave resonator filter being digitally reconfigurable, with process

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09172340A (ja) * 1995-12-19 1997-06-30 Murata Mfg Co Ltd 分波器
JPH11312944A (ja) * 1998-04-30 1999-11-09 Oki Electric Ind Co Ltd 多電極型弾性表面波フィルタ及び共振器型弾性表面波フィルタ
US6181777B1 (en) * 1998-11-19 2001-01-30 Excelsus Technologies, Inc. Impedance blocking filter circuit
JP2002314372A (ja) * 2001-02-07 2002-10-25 Murata Mfg Co Ltd 弾性表面波フィルタ装置
JP5441095B2 (ja) * 2008-01-31 2014-03-12 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス、デュープレクサ、通信モジュール、および通信装置
US9246536B2 (en) * 2009-12-03 2016-01-26 Rf Micro Devices, Inc. Duplexer with active temperature compensation
JP5447060B2 (ja) * 2010-03-23 2014-03-19 三菱電機株式会社 半導体スイッチ
WO2018052073A1 (ja) * 2016-09-16 2018-03-22 株式会社村田製作所 弾性波フィルタ装置、マルチプレクサ、高周波フロントエンド回路及び通信装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332882A (ja) * 1998-11-13 2003-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 弾性表面波フィルタ
US20090251235A1 (en) * 2008-02-15 2009-10-08 Stmicroelectronics S.A. Bulk acoustic wave resonator filter being digitally reconfigurable, with process

Also Published As

Publication number Publication date
US10742193B2 (en) 2020-08-11
CN109792238B (zh) 2023-01-03
KR20190040991A (ko) 2019-04-19
CN109792238A (zh) 2019-05-21
WO2018056148A1 (ja) 2018-03-29
US20190214969A1 (en) 2019-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10862456B2 (en) Acoustic wave filter device, multiplexer, radio frequency front-end circuit, and communication device
JP6669262B2 (ja) 弾性波フィルタ装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置
US10727805B2 (en) Multiplexer including filters with resonators and parallel inductor
KR102193508B1 (ko) 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치
KR102134087B1 (ko) 멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
JP6669263B2 (ja) 弾性波フィルタ装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置
US10944381B2 (en) Acoustic wave filter device, multiplexer, radio-frequency front end circuit, and communication device
US10715110B2 (en) Acoustic wave filter device, multiplexer, RF front-end circuit, and communication apparatus
US10958242B2 (en) Acoustic wave filter device, multiplexer, radio-frequency front end circuit, and communication device
CN111164890B (zh) 高频滤波器、多路复用器、高频前端电路以及通信装置
US10819310B2 (en) Radio-frequency filter circuit, multiplexer, radio-frequency front-end circuit, and communication apparatus
KR102194752B1 (ko) 탄성파 필터 장치, 고주파 프론트엔드 회로 및 통신 장치
CN109196778B (zh) 高频滤波电路、高频前端电路以及通信装置
WO2018043608A1 (ja) 弾性波フィルタ装置、高周波フロントエンド回路及び通信装置
KR20200040857A (ko) 필터 장치, 멀티플렉서, 고주파 프론트 엔드 회로 및 통신 장치
WO2018037967A1 (ja) フィルタ装置、高周波フロントエンド回路および通信装置
WO2018056056A1 (ja) 弾性波装置、高周波フロントエンド回路および通信装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant