KR20180050229A

KR20180050229A - 멀티플렉서

Info

Publication number: KR20180050229A
Application number: KR1020170144547A
Authority: KR
Inventors: 도시아끼 다까따
Original assignee: 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2017-11-01
Publication date: 2018-05-14
Also published as: CN108023570B; DE102017125774B4; CN108023570A; US20180131349A1; JP6589824B2; JP2018074539A; US10361679B2; DE102017125774A1; KR101986022B1

Abstract

제1 필터 회로의 감쇠 특성을 개선함과 함께, 제1 필터 회로와 접속된 제2 필터 회로의 통과 특성을 개선하는 소형의 멀티플렉서를 제공한다. 멀티플렉서(1)는 공통 단자(100)에 접속된 송신측 필터(10) 및 수신측 필터(20)와, 공통 단자(100) 및 송신 경로 상의 노드 N에 접속되며, 송신측 필터(10)를 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분을 상쇄하는 캔슬 회로(30)를 구비하고, 캔슬 회로(30)는 공통 단자(100)에 접속된 용량 소자(32)와, 일단이 용량 소자(32)에 접속되며 타단이 용량 소자를 통하지 않고 노드 N에 접속된 종결합형 공진기(31)를 갖고, 공통 단자(100)측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 수신 대역에 있어서의 임피던스는, 노드 N측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 수신 대역에 있어서의 임피던스보다도 높다.

Description

멀티플렉서{MULTIPLEXER}

본 발명은 필터 회로를 구비하는 멀티플렉서에 관한 것이다.

최근의 휴대 전화에는, 일 단말기에서 복수의 주파수 대역 및 복수의 무선 방식, 소위 멀티 밴드화 및 멀티 모드화에 대응하는 것이 요구되고 있다. 이것에 대응하기 위해, 하나의 안테나의 바로 아래에는, 복수의 무선 반송 주파수를 갖는 고주파 신호를 분파하는 멀티플렉서가 배치된다.

도 8은 특허문헌 1에 기재된 듀플렉서의 회로 구성도이다. 도 8에 도시된 듀플렉서(600)는 분파기와, 캔슬 회로(640)를 구비한다. 분파기는, 송신측 필터 회로와 수신측 필터 회로를 갖고 있다. 캔슬 회로(640)는 종결합형 탄성파 공진기(646)와, 정전 용량(642 및 644)을 포함하고, 송신측 필터 회로를 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분에 대하여, 역위상 또한 동진폭의 상쇄 성분을 생성한다. 상기 구성에 의해, 삽입 손실을 증대시키지 않고, 분파기의 아이솔레이션 특성 또는 필터의 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다.

일본 특허 공개 제2013-118611호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 듀플렉서(600)에서는, 종결합형 탄성파 공진기(646)의 안테나 단자측 및 송신 단자측의 양쪽에 정전 용량(642 및 644)이 배치되어 있으므로, 캔슬 회로(640)를 포함하는 듀플렉서(600)가 대형화되어 버린다. 또한, 캔슬 회로(640)에 필요한 정전 용량을 확보하면서, 캔슬 회로(640)의 용량 소자를 종결합형 탄성파 공진기(646)의 양측에 직렬 분배하면, 용량 소자 1개당의 정전 용량이 커져, 임피던스가 저하되어 버린다. 이 때문에, 수신측 필터의 통과 대역과 종결합형 탄성파 공진기(646)의 공진 리스펀스 대역이 겹쳐 버리는 경우에, 수신측 필터에 있어서 통과 대역 내 리플을 발생시켜, 대역폭을 감소시켜 버린다.

따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 캔슬 회로가 병렬 접속된 제1 필터 회로의 감쇠 특성을 개선함과 함께, 제1 필터 회로와 공통 단자에 의해 접속된 제2 필터 회로의 통과 특성을 개선하는 소형의 멀티플렉서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 형태에 따른 멀티플렉서는, 고주파 신호가 입출력되는 공통 단자, 제1 단자 및 제2 단자와, 제1 주파수 대역을 통과 대역으로 하고, 상기 공통 단자 및 상기 제1 단자에 접속된 제1 필터 회로와, 상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 통과 대역으로 하고, 상기 공통 단자 및 상기 제2 단자에 접속된 제2 필터 회로와, 상기 공통 단자와 상기 제1 단자를 연결하는 경로 상에 있어서 상기 공통 단자측에 위치하는 제1 노드 및 상기 제1 단자측에 위치하는 제2 노드에 접속되고, 상기 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분을 상쇄하기 위한 캔슬 회로를 구비하고, 상기 캔슬 회로는, 일단이 상기 제1 노드에 접속된 용량 소자와, 일단이 상기 용량 소자의 타단에 접속되며, 타단이 용량 소자를 통하지 않고 상기 제2 노드에 접속된 종결합형 공진기를 갖고, 상기 제1 노드측으로부터 상기 캔슬 회로를 본 경우의 상기 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스는, 상기 제2 노드측으로부터 상기 캔슬 회로를 본 경우의 상기 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스보다도 높다.

제1 필터 회로의 소정의 주파수 대역에 있어서의 감쇠 특성을 개선하기 위해, 상기 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분에 대한 상쇄 성분을 생성하는 캔슬 회로가, 제1 필터 회로에 병렬 접속된다. 이 캔슬 회로로서는, 상기 소정의 주파수 대역만을 저손실로 하는 것에 유리한 종결합형 공진기가 사용된다. 여기서, 상기 상쇄 성분을, 상기 경로 상의 상기 성분과 동진폭 또한 역위상으로 조정하기 위해, 캔슬 회로에는, 진폭 및 위상 조정용의 용량 소자가 직렬 부가된다. 캔슬 회로에 직렬 부가되는 용량 소자로서는, 제1 필터 회로와 캔슬 회로의 임피던스 정합을 고려하여, 종결합형 공진기의 양단에 분배 배치되는 것이 생각된다.

이에 반해, 본 구성에 따르면, 캔슬 회로의 용량 소자는, 종결합형 공진기의 제2 노드측에는 배치되지 않고, 제1 노드측에만 배치된다. 이에 의해, 용량 소자가 종결합형 공진기의 양단에 분배 배치된 경우(용량 소자가 2개 직렬 배치된 경우)와 동일한 정전 용량을 확보하기 위해서는, 직렬 배치된 2개의 용량 소자의 1개보다도 작은 정전 용량을 갖는 용량 소자를, 종결합 공진기의 공통 단자측에만 배치하면 된다. 이에 의해, 2개의 용량 소자가 배치된 캔슬 회로와 비교하여, 캔슬 회로를 소형화할 수 있다.

또한, 소정의 정전 용량이 필요한 캔슬 회로에 있어서, 용량 소자를 종결합 공진기의 공통 단자측의 제1 노드측에만 배치함으로써, 제1 노드측으로부터 캔슬 회로를 본 경우의 임피던스를, 제2 노드측으로부터 캔슬 회로를 본 경우의 임피던스보다도 크게 할 수 있다. 여기서, 본 구성에서는, 캔슬 회로의 상기 임피던스를, 제2 필터 회로의 통과 대역(제2 주파수 대역)에 있어서의 임피던스로 하고 있다. 이 때문에, 공통 단자로부터 입력된 제2 주파수 대역의 신호가 제1 필터측에 누설되는 것을 억제할 수 있다.

이상으로부터, 멀티플렉서 회로를 소형화하면서, 제1 필터 회로의 감쇠 특성을 개선함과 함께 제2 필터 회로의 통과 특성을 개선할 수 있다.

또한, 상기 제1 노드는 상기 공통 단자여도 된다.

이에 의해, 소정의 정전 용량이 필요한 캔슬 회로에 있어서, 용량 소자를 종결합 공진기의 공통 단자측에만 배치함으로써, 공통 단자측으로부터 캔슬 회로를 본 경우의 임피던스를, 제2 노드측으로부터 캔슬 회로를 본 경우의 임피던스보다도 크게 할 수 있다. 따라서, 공통 단자로부터 입력된 제2 주파수 대역의 신호가 제1 필터측에 누설되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 제1 주파수 대역은, 상기 제2 주파수 대역보다도 저주파수측에 위치하고, 상기 소정의 주파수 대역은, 상기 제2 주파수 대역에 포함되며, 상기 종결합형 공진기의 삽입 손실이 극소로 되는 주파수는, 상기 제2 주파수 대역 근방에 위치해도 된다.

제1 필터 회로의 통과 대역(제1 주파수 대역)보다도 고주파측의 감쇠 특성을 개선하기 위해, 종결합형 공진기의 삽입 손실이 극소로 되는 주파수를 포함하는 상기 소정의 주파수 대역을, 제2 주파수 대역에 설정한 경우, 제2 필터 회로의 통과 특성이 열화되는 것이 우려된다. 이에 반해, 공통 단자측(제1 노드)으로부터 캔슬 회로를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스는, 제2 노드측으로부터 캔슬 회로를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스보다도 높으므로, 제2 필터 회로의 통과 특성을 개선할 수 있다. 또한, 제1 필터 회로의 제2 주파수 대역에 있어서의 감쇠 특성이 개선되므로, 제1 필터 회로와 제2 필터 회로의 아이솔레이션 특성이 개선된다. 또한, 제1 주파수 대역에, 상기 소정의 주파수 대역이 설정되지 않으므로, 제1 필터 회로의 통과 특성의 열화가 회피된다.

또한, 상기 제1 필터 회로는, 복수의 탄성파 공진자를 포함한 래더형의 탄성파 필터 회로여도 된다.

제1 필터 회로가, 래더형의 탄성파 필터 회로인 경우, 제1 필터 회로의 감쇠 대역에서는 위상이 복잡하게 변화되지 않으므로, 제1 필터 회로의 상기 경로 상을 흐르는 성분과 역위상의 성분을, 종결합형 공진기에서 형성하기 쉽다. 따라서, 제1 필터 회로의 감쇠 특성 개선 효과, 및, 제1 필터 회로와 제2 필터 회로의 아이솔레이션 특성의 개선 효과가 보다 발휘된다.

또한, 상기 제1 필터 회로는, 상기 제1 단자로부터 상기 공통 단자에 고주파 신호를 전파하는 송신측 필터이고, 상기 제2 필터 회로는, 상기 공통 단자로부터 상기 제2 단자에 고주파 신호를 전파하는 수신측 필터이며, 상기 경로 상으로서, 상기 제1 단자와 상기 제2 노드 사이에는, 직렬 아암 공진자가 접속되어 있어도 된다.

이에 의해, 송신측 필터 및 수신측 필터가 공통 단자에 의해 접속된 듀플렉서가 구성된다. 여기서, 송신측 단자(제1 단자)로부터 인가된 전력 및 서지는, 직렬 아암 공진자를 최초로 통과하게 되기 때문에, 캔슬 회로의 종결합형 공진기에 인가되는 신호 강도가 작아진다. 즉, 듀플렉서의 내전력성 및 내서지성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 상기 제1 필터 회로는, 압전성을 갖는 기판 상에 형성된 복수의 제1 IDT 전극을 포함한 탄성 표면파 필터이고, 상기 종결합형 공진기는, 상기 기판 상에 형성된 복수의 제2 IDT 전극을 포함한 탄성 표면파 공진기여도 된다.

이에 의해, 제1 필터 회로와 종결합형 공진기가, 동일한 압전 기판 상에 형성된 탄성 표면파 공진자를 포함하므로, 멀티플렉서를 소형화할 수 있다.

또한, 상기 용량 소자는, 상기 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 포함하고 있어도 된다.

이에 의해, 제1 필터 회로와 캔슬 회로가, 동일한 압전 기판 상에 형성되므로, 멀티플렉서를 소형화할 수 있다.

또한, 상기 복수의 제1 IDT 전극은 제1 전극막으로 형성되고, 상기 복수의 제1 IDT 전극을 접속하는 제1 배선은, 상기 제1 전극막과 제2 전극막의 적층체로 형성되고, 상기 제1 노드, 상기 용량 소자, 상기 복수의 제2 IDT 전극, 및 상기 제2 노드를 접속하는 제2 배선은, 상기 제1 전극막과 동일한 막 두께를 가져도 된다.

제1 IDT(Inter Digital Transducer) 전극간을 접속하는 제1 배선은, 제1 필터 회로의 통과 대역에 있어서의 저손실성을 확보하기 위해, 2층 배선을 포함하고 있다. 이에 반해, 캔슬 회로의 제2 배선은, 캔슬 회로를 흐르는 상쇄 성분이 소 진폭이기 때문에, 저항분이 증가해도 큰 문제는 발생하지 않으므로 단층 배선이어도 된다. 따라서, 제2 배선을 세선화할 수 있으므로, 칩 사이즈를 소형화할 수 있다.

또한, 상기 제1 필터 회로는, 직렬 아암 공진자와 병렬 아암 공진자를 포함한 래더형의 탄성 표면파 필터이고, 상기 기판의 평면에서 보아, 상기 종결합형 공진기에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로를 전파 방향으로 연장한 영역은, 상기 병렬 아암 공진자에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로 및 상기 직렬 아암 공진자에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로와 겹치지 않아도 된다.

캔슬 회로에서 생성되는 상쇄 성분은 소진폭이기 때문에, 종결합형 공진기와, 제1 필터 회로의 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자의 전송로를 나란히 배치하면, 상기 상쇄 성분이 상기 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자의 탄성 표면파에 간섭받고, 상기 상쇄 성분의 위상 특성이 영향을 받아, 제1 필터 회로의 감쇠 특성이 악화된다. 이에 반해, 상기 구성에 따르면, 제1 필터 회로의 감쇠 특성을 개선할 수 있다.

또한, 상기 제2 필터 회로는, 상기 기판 상에 형성된 복수의 제3 IDT 전극을 포함한 탄성 표면파 필터이고, 상기 종결합형 공진기에 접속되는 그라운드 배선은, 상기 제1 필터 회로에 접속되는 그라운드 전극과 상기 기판 상에서 접속되고, 상기 제2 필터 회로에 접속되는 그라운드 전극과 상기 기판 상에서 접속되지 않아도 된다.

이에 의해, 종결합형 공진기에 접속되는 그라운드 배선이, 제1 필터 회로에 접속되는 그라운드 전극에 접속되어 있으므로, 종결합형 공진기와 제1 필터 회로의 그라운드 전극을 압전 기판 상에서 공유할 수 있어, 칩 사이즈의 소형화가 가능해진다. 한편, 종결합형 공진기에 접속되는 그라운드 배선이, 제2 필터 회로에 접속되는 그라운드 전극에 접속되어 있지 않으므로, 종결합형 공진기의 리스펀스가 그라운드 전극을 통해 제2 필터에 돌아들어가는 것을 회피할 수 있으므로, 제2 필터 회로의 통과 특성의 열화를 회피할 수 있다.

본 발명에 따르면, 캔슬 회로가 병렬 접속된 제1 필터 회로의 감쇠 특성이 개선됨과 함께, 제1 필터 회로와 공통 단자에 의해 접속된 제2 필터 회로의 통과 특성이 개선된 소형의 멀티플렉서를 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은 실시 형태에 따른 멀티플렉서 및 그 주변 회로의 회로 구성도.
도 2는 실시예에 따른 멀티플렉서의 구체적 회로 구성도.
도 3은 비교예에 따른 멀티플렉서의 구체적 회로 구성도.
도 4a는 실시예 및 비교예에 따른 송신측 필터의 통과 특성을 비교한 그래프.
도 4b는 실시예 및 비교예에 따른 수신측 필터의 통과 특성을 비교한 그래프.
도 4c는 실시예 및 비교예에 따른 멀티플렉서의 아이솔레이션 특성을 비교한 그래프.
도 5는 실시예에 따른 캔슬 회로의 통과 특성을 나타내는 그래프.
도 6은 실시 형태에 따른 멀티플렉서의 전극 레이아웃을 나타내는 칩 평면도.
도 7은 실시 형태의 변형예에 따른 멀티플렉서의 전극 레이아웃을 나타내는 칩 평면도.
도 8은 특허문헌 1에 기재된 듀플렉서의 회로 구성도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 실시예 및 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시예는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시예에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하다는 주지는 아니다. 이하의 실시예에 있어서의 구성 요소 중, 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 도시되는 구성 요소의 크기 또는 크기의 비는, 반드시 엄밀하지는 않다.

(실시 형태)

[1. 멀티플렉서의 기본 회로 구성]

도 1은 실시 형태에 따른 멀티플렉서(1) 및 그 주변 회로의 회로 구성도이다. 도 1에는, 본 실시 형태에 따른 멀티플렉서(1)와, 안테나 소자(2)와, 정합용 인덕터(3)가 도시되어 있다.

멀티플렉서(1)는 송신측 필터(10)와, 수신측 필터(20)와, 캔슬 회로(30)와, 공통 단자(100)와, 송신측 단자(제1 단자)(110)와, 수신측 단자(제2 단자)(120)를 구비한다. 송신측 필터(10)와 수신측 필터(20)는, 공통 단자(100)에 의해 공통 접속되어 있다. 이 구성에 의해, 멀티플렉서(1)는 안테나 소자(2)에 의해 수신한 고주파 신호를, 공통 단자(100) 및 수신측 필터(20)를 경유하여 수신측 단자(120)로부터 출력하고, 송신측 단자(110)로부터 입력된 고주파 신호를 송신측 필터(10) 및 공통 단자(100)를 경유하여 안테나 소자(2)에 출력하는 듀플렉서로서 기능한다.

또한, 송신측 단자(110) 및 수신측 단자(120)에는, 고주파 신호를 증폭하는 증폭 회로 또는 고주파 신호 처리 회로(RFIC) 등이 접속된다. 또한, 공통 단자(100)는 안테나 소자(2)에 접속되어 있을 필요는 없고, 스위치 회로를 통해 안테나 소자(2)에 접속되어 있어도 된다. 또한, 공통 단자(100)와, 송신측 필터(10) 및 수신측 필터(20) 사이에, 임피던스 정합용의 인덕터 또는 캐패시터 등이 삽입되어 있어도 된다.

송신측 필터(10)는 제1 주파수 대역을 통과 대역으로 하고, 공통 단자(100) 및 송신측 단자(110)에 접속된 제1 필터 회로이다.

수신측 필터(20)는 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 통과 대역으로 하고, 공통 단자(100) 및 수신측 단자(120)에 접속된 제2 필터 회로이다.

또한, 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역의 주파수의 고저 관계는 어느 것이어도 되지만, 본 실시 형태에서는, 제2 주파수 대역이 제1 주파수 대역보다도 높은, 즉, 수신측 필터(20)의 통과 대역이, 송신측 필터(10)의 통과 대역보다도 높은 회로 구성을 예시한다.

캔슬 회로(30)는 공통 단자(100)(제1 노드), 및, 공통 단자(100)와 송신측 단자(110)를 연결하는 경로 상의 노드 N(제2 노드)에 접속되고, 당해 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분을 상쇄하기 위한 회로이다.

보다 구체적으로는, 캔슬 회로(30)는 종결합형 공진기(31)와, 용량 소자(32)를 구비한다. 종결합형 공진기(31)는 탄성파 공진자(31a 및 31b)를 포함하고, 일단[탄성파 공진자(31a)]이 용량 소자(32)의 타단에 접속되고, 타단[탄성파 공진자(31b)]이 용량 소자를 통하지 않고 노드 N에 접속되어 있다. 용량 소자(32)는 일단이 공통 단자(100)에 접속되어 있다.

여기서, 공통 단자(100)측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스는, 노드 N측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스보다도 높다.

상기 구성에 따르면, 송신측 필터(10)의 제1 주파수 대역보다도 고주파측에 있어서의 소정의 주파수 대역의 감쇠 특성을 개선하기 위해, 상기 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분의 상쇄 성분을 생성하는 캔슬 회로(30)가 송신측 필터(10)에 병렬 접속되어 있다. 캔슬 회로(30)로서는, 광대역에 걸치는 다른 주파수 대역과 비교하여 상기 소정의 주파수 대역만을 저손실로 하는 것에 유리한 종결합형 공진기(31)가 사용된다. 여기서, 상기 상쇄 성분을, 상기 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 상기 성분과 동진폭 또한 역위상으로 조정하기 위해, 캔슬 회로(30)에는 진폭 및 위상 조정용의 용량 소자(32)가 직렬 부가되어 있다.

캔슬 회로에 직렬 부가되는 용량 소자로서는, 일반적으로, 캔슬 회로가 병렬 접속되는 필터 회로와 캔슬 회로의 임피던스 정합을 고려하여, 종결합형 공진기의 양단에 분배 배치되는 것이 생각된다.

이에 반해, 본 실시 형태에 따른 멀티플렉서(1)의 구성에 따르면, 캔슬 회로(30)의 용량 소자는, 종결합형 공진기(31)의 노드 N측에는 배치되지 않고, 공통 단자(100)측에만 배치된다. 이에 의해, 용량 소자가 종결합형 공진기의 양단에 분배 배치된 종래 구성(용량 소자가 2개 직렬 배치된 경우)과 동일한 정전 용량을 확보하기 위해서는, 직렬 배치된 2개의 용량 소자의 1개보다도 작은 정전 용량을 갖는 용량 소자(32)를, 종결합형 공진기(31)의 공통 단자(100)측에만 배치하면 된다. 이에 의해, 2개의 용량 소자가 배치된 종래의 캔슬 회로와 비교하여, 캔슬 회로(30)를 소형화할 수 있다.

또한, 소정의 정전 용량이 필요한 캔슬 회로에 있어서, 용량 소자(32)를 종결합형 공진기(31)의 공통 단자(100)측에만 배치함으로써, 공통 단자(100)측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 임피던스를, 노드 N측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 임피던스보다도 크게 할 수 있다. 여기서, 본 실시 형태에 따른 멀티플렉서(1)에서는, 캔슬 회로(30)의 상기 임피던스를, 수신측 필터(20)의 통과 대역(제2 주파수 대역)에 있어서의 임피던스로 하고 있다. 즉, 공통 단자(100)측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스는, 노드 N측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스보다도 크다. 이 때문에, 공통 단자(100)로부터 입력된 제2 주파수 대역의 신호가 송신측 필터(10)쪽으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

이상으로부터, 멀티플렉서(1)를 소형화하면서, 송신측 필터(10)의 상기 소정의 주파수 대역의 감쇠 특성을 개선함과 함께, 수신측 필터(20)의 통과 특성을 개선하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태에서는, 캔슬 회로(30)는 공통 단자(100), 및, 노드 N에 접속된 구성을 예시하였지만, 본 발명에 따른 캔슬 회로는, 공통 단자(100)에 직접 접속되지 않고, 송신측 필터(10)를 구성하는 직렬 아암 공진자(12s1∼14s2)를 연결하는 각 직렬 아암 상의 노드(제1 노드)와, 노드 N(제2 노드)에 접속되어 있어도 된다. 즉, 캔슬 회로는, 공통 단자(100)와 송신측 단자(110)를 연결하는 경로 상에 있어서 공통 단자(100)측에 위치하는 제1 노드 및 송신측 단자(110)측에 위치하는 제2 노드에 접속되어 있으면 된다. 이 구성에 있어서도, 본 실시 형태에 따른 캔슬 회로(30) 및 멀티플렉서(1)가 갖는 효과와 마찬가지의 효과가 발휘되어, 송신측 필터(10)의 상기 소정의 주파수 대역의 감쇠 특성을 개선함과 함께, 수신측 필터(20)의 통과 특성을 개선하는 것이 가능해진다.

이하, 본 실시 형태에 따른 멀티플렉서(1)의 구체적 회로 구성예를 나타내고, 멀티플렉서(1)에 대하여 상세하게 설명한다.

[2. 멀티플렉서의 회로 구성예]

도 2는 실시예에 따른 멀티플렉서(1)의 구체적 회로 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 멀티플렉서(1)는 도 1과 마찬가지로, 송신측 필터(10)와, 수신측 필터(20)와, 캔슬 회로(30)와, 공통 단자(100)와, 송신측 단자(110)와, 수신측 단자(120)를 구비한다.

송신측 필터(10)는 복수의 탄성파 공진자를 포함한 래더형의 탄성파 필터 회로이며, 직렬 아암 공진자(11s, 12s1, 12s2, 13s1, 13s2, 14s1 및 14s2)와, 병렬 아암 공진자(11p, 12p1, 12p2 및 13p)를 구비한다. 본 구성에 의해, 송신측 필터(10)는, 예를 들어 LTE(Long Term Evolution) 규격의 Band8의 송신 필터(송신(제1 주파수) 대역: 880-915㎒)에 적용된다.

송신측 필터(10)가 래더형의 탄성파 필터 회로인 것에 의해, 송신측 필터(10)의 감쇠 대역에서는 위상이 복잡하게 변화되지 않으므로, 송신측 필터(10)의 상기 경로 상을 흐르는 성분에 대하여 역위상의 성분을, 종결합형 공진기(31)에서 형성하기 쉽다. 따라서, 송신측 필터(10)의 감쇠 특성의 개선 효과, 및, 송신측 필터(10)와 수신측 필터(20)의 아이솔레이션 특성의 개선 효과가 보다 발휘된다.

또한, 직렬 아암 공진자(11s∼14s2) 및 병렬 아암 공진자(11p∼13p)의 각각은, 압전 기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하고 있다. 즉, 송신측 필터(10)는 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 제1 IDT 전극을 포함한 탄성 표면파 필터이다.

수신측 필터(20)는 복수의 탄성파 공진자를 포함한 탄성파 필터 회로이며, 직렬 아암 공진자(21s 및 22s)와, 병렬 아암 공진자(21p 및 22p)와, 종결합형 공진기(23L)를 구비한다. 종결합형 공진기(23L)는, 병렬 접속된 종결합형 공진기(23L1 및 23L2)를 포함하고, 종결합형 공진기(23L1 및 23L2)의 각각은, 탄성파 전파 방향을 따라서 배열된 5개의 탄성파 공진자를 포함하고 있다. 본 구성에 의해, 수신측 필터(20)는, 예를 들어 LTE 규격의 Band8의 수신 필터(수신(제2 주파수) 대역 : 925-960㎒)에 적용된다. 또한, 직렬 아암 공진자(21s 및 22s), 병렬 아암 공진자(21p 및 22p), 및 종결합형 공진기(23L)를 구성하는 탄성파 공진자의 각각은, 압전 기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하고 있다. 즉, 수신측 필터(20)는 압전 기판 상에 형성된 복수의 IDT 전극을 포함한 탄성 표면파 필터이다.

캔슬 회로(30)는 종결합형 공진기(31)와, 용량 소자(32)를 구비한다. 또한, 도 2에서는, 용량 소자(32)를 탄성파 공진자로 나타내고 있지만, 이것은, 용량 소자(32)는 탄성 표면파 공진자(예를 들어, 1포트 공진기)와 같은 용량성을 갖는 탄성파 공진자로 실현해도 된다는 의미이다.

종결합형 공진기(31)는 탄성파 전파 방향을 따라서 배열된 2개의 탄성파 공진자(31a 및 31b)를 포함하고 있다. 종결합형 공진기(31)의 일단[탄성파 공진자(31a)]이 용량 소자(32)의 타단에 접속되고, 종결합형 공진기(31)의 타단[탄성파 공진자(31b)]이 용량 소자를 통하지 않고 노드 N에 접속되어 있다. 또한, 탄성파 공진자(31a 및 31b)의 각각은, 송신측 필터(10)가 형성된 압전 기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하고 있다. 즉, 캔슬 회로(30)는 상기 압전 기판 상에 형성된 복수의 제2 IDT 전극을 포함한 탄성 표면파 공진기이다. 탄성파 공진자(31a)를 구성하는 IDT 전극은, 서로 대향하는 2개의 빗살형 전극을 포함하고 있고, 한쪽의 빗살형 전극은 용량 소자(32)의 타단에 접속되고, 다른 쪽의 빗살형 전극은 그라운드 전극에 접속되어 있다. 또한, 탄성파 공진자(31b)를 구성하는 IDT 전극은, 서로 대향하는 2개의 빗살형 전극을 포함하고 있고, 한쪽의 빗살형 전극은 노드 N에 접속되고, 다른 쪽의 빗살형 전극은 그라운드 전극에 접속되어 있다.

송신측 필터(10)와 종결합형 공진기(31)가 동일한 압전 기판 상에 형성되어 있음으로써, 멀티플렉서(1)를 소형화할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 노드 N과 송신측 단자(110) 사이에, 송신측 필터(10)를 구성하는 직렬 아암 공진자(11s)가 배치되어 있다. 이에 의해, 송신측 단자(110)로부터 인가된 전력 및 서지는, 직렬 아암 공진자(11s)를 최초로 통과하게 되기 때문에, 캔슬 회로(30)의 종결합형 공진기(31)에 인가되는 신호 강도가 작아진다. 즉, 멀티플렉서(1)의, 내전력성 및 내서지성을 높이는 것이 가능해진다.

또한, 종결합형 공진기(31)를 구성하는 탄성파 공진자(IDT 전극)의 개수는, 2개에 한정되지 않고, 캔슬 회로(30)로서 필요한 통과 특성에 따라서 적절히 결정되면 된다.

용량 소자(32)는 일단이 공통 단자(100)에 접속되고, 타단이 종결합형 공진기(31)의 일단[탄성파 공진자(31a)]에 접속되어 있다. 또한, 용량 소자(32)는 송신측 필터(10) 및 종결합형 공진기(31)가 형성된 압전 기판 상에 형성된 빗살형 전극을 포함하고 있다.

송신측 필터(10), 종결합형 공진기(31) 및 용량 소자(32)가 동일한 압전 기판 상에 형성되어 있음으로써, 멀티플렉서(1)를 소형화할 수 있다.

도 3은 비교예에 따른 멀티플렉서(500)의 구체적 회로 구성도이다. 도 3에 도시된 멀티플렉서(500)는 송신측 필터(10)와, 수신측 필터(20)와, 캔슬 회로(530)와, 공통 단자(100)와, 송신측 단자(110)와, 수신측 단자(120)를 구비한다. 도 3에 도시된 멀티플렉서(500)는 실시예에 따른 멀티플렉서(1)와 비교하여, 캔슬 회로의 구성만이 상이하다. 이하, 비교예에 따른 멀티플렉서(500)에 대하여, 실시예에 따른 멀티플렉서(1)와 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.

캔슬 회로(530)는 종결합형 공진기(31)와, 용량 소자(32a 및 32b)를 구비한다.

캔슬 회로(530)의 종결합형 공진기(31)는 탄성파 전파 방향을 따라서 배열된 2개의 탄성파 공진자(31a 및 31b)를 포함하고 있다. 종결합형 공진기(31)의 일단[탄성파 공진자(31a)]이 용량 소자(32a)의 타단에 접속되고, 종결합형 공진기(31)의 타단[탄성파 공진자(31b)]이 용량 소자(32b)의 타단에 접속되어 있다. 또한, 탄성파 공진자(31a 및 31b)의 각각은, 송신측 필터(10)가 형성된 압전 기판 상에 형성된 IDT 전극을 포함하고 있다. 탄성파 공진자(31a)를 구성하는 IDT 전극은, 서로 대향하는 2개의 빗살형 전극을 포함하고 있고, 한쪽의 빗살형 전극은 용량 소자(32a)의 타단에 접속되고, 다른 쪽의 빗살형 전극은 그라운드 전극에 접속되어 있다. 또한, 탄성파 공진자(31b)를 구성하는 IDT 전극은, 서로 대향하는 2개의 빗살형 전극을 포함하고 있고, 한쪽의 빗살형 전극은 용량 소자(32b)의 타단에 접속되고, 다른 쪽의 빗살형 전극은 그라운드 전극에 접속되어 있다.

용량 소자(32a)는 일단이 공통 단자(100)에 접속되고, 타단이 종결합형 공진기(31)의 일단[탄성파 공진자(31a)]에 접속되어 있다. 또한, 용량 소자(32b)는 일단이 노드 N에 접속되고, 타단이 종결합형 공진기(31)의 타단[탄성파 공진자(31b)]에 접속되어 있다.

일반적으로, 도 3에 도시된 비교예에 따른 멀티플렉서(500)의 구성과 같이, 캔슬 회로(530)가 병렬 접속되는 송신측 필터(10)와 캔슬 회로(530)의 임피던스 정합을 고려하여, 종결합형 공진기(31)의 양단에, 용량 소자(32a 및 32b)가 분배 배치된다.

이에 반해, 실시예에 따른 멀티플렉서(1)의 구성에서는, 송신측 필터(10)의 제1 주파수 대역보다도 고주파측에 있어서의 소정의 주파수 대역의 감쇠 특성을 개선하기 위해, 상기 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분의 상쇄 성분을 생성하는 캔슬 회로(30)가 송신측 필터(10)에 병렬 접속되어 있다. 여기서, 상기 상쇄 성분을, 상기 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 상기 성분과 동진폭 또한 역위상으로 조정하기 위해, 캔슬 회로(30)에는, 진폭 및 위상 조정용의 용량 소자(32)가 직렬 부가되어 있다.

본 실시예에 따른 멀티플렉서(1)의 구성에 따르면, 캔슬 회로(30)의 용량 소자(32)는 종결합형 공진기(31)의 노드 N측에는 배치되지 않고, 공통 단자(100)측에만 배치된다. 이에 의해, 용량 소자(32a 및 32b)가 종결합형 공진기(31)의 양단에 분배(직렬) 배치된 비교예와 동일한 정전 용량을 확보하기 위해서는, 직렬 배치된 2개의 용량 소자(32a 및 32b) 중 어느 하나보다도 작은 정전 용량을 갖는 용량 소자(32)를, 종결합형 공진기(31)의 공통 단자(100)측에만 배치하면 된다.

이에 의해, 2개의 용량 소자(32a 및 32b)가 종결합형 공진기(31)의 양단에 분배(직렬) 배치된 종래의 캔슬 회로(530)와 비교하여, 캔슬 회로(30)를 소형화할 수 있다.

또한, 소정의 정전 용량이 필요한 캔슬 회로에 있어서, 용량 소자(32)를 종결합형 공진기(31)의 공통 단자(100)측에만 배치함으로써, 공통 단자(100)측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 임피던스를, 노드 N측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 임피던스보다도 크게 할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 멀티플렉서(1)에서는, 캔슬 회로(30)의 상기 임피던스를, 수신측 필터(20)의 통과 대역(제2 주파수 대역)에 있어서의 임피던스로 하고 있다. 즉, 공통 단자(100)측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스는, 노드 N측으로부터 캔슬 회로(30)를 본 경우의 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스보다도 크다. 이 때문에, 공통 단자(100)로부터 입력된 제2 주파수 대역의 신호가 송신측 필터(10)쪽으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.

[3. 실시예 및 비교예에 따른 멀티플렉서의 특성 비교]

도 4a는 실시예 및 비교예에 따른 송신측 필터(10)의 통과 특성을 비교한 그래프이다. 또한, 도 4b는 실시예 및 비교예에 따른 수신측 필터(20)의 통과 특성을 비교한 그래프이다. 또한, 도 4c는 실시예 및 비교예에 따른 멀티플렉서의 아이솔레이션 특성을 비교한 그래프이다. 또한, 도 5는 실시예에 따른 캔슬 회로(30)의 통과 특성을 나타내는 그래프이다. 또한, 표 1에, 실시예 및 비교예에 따른 캔슬 회로의 전극 파라미터를 나타낸다.

여기서, 본 실시예에서는, 송신측 필터(10)의 통과 대역(제1 주파수 대역)은 수신측 필터(20)의 통과 대역(제2 주파수 대역)보다도 저주파수측에 위치하고, 캔슬 회로(30)의 삽입 손실 극소점을 갖는 공진 리스펀스 주파수는, 제2 주파수 대역의 고역단에 위치한다.

먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 실시예 및 비교예에 따른 송신측 필터(10)의 송신측 단자(110)-공통 단자(100)에 있어서의 통과 특성은, 송신 대역(880-915㎒)에 있어서 양호한 통과 특성을 갖고 있다. 또한, 수신 대역(925-960㎒)에 있어서도, 실시예 및 비교예에 있어서 양호한 감쇠 특성이 확보되어 있다. 또한, 도 4c에 도시한 바와 같이, 실시예 및 비교예에 있어서의 송수신 필터간의 아이솔레이션 특성은, 송신 대역(880-915㎒) 및 수신 대역(925-960㎒)에 있어서 양호한 특성으로 되어 있다. 이것은, 실시예 및 비교예에 따른 캔슬 회로가, (1) 960㎒ 근방에 삽입 손실의 극소점을 갖는 공진 리스펀스를 갖고, (2) 용량 소자에 의해 송신측 필터(10)를 통과하는 960㎒ 근방의 성분과 동진폭 및 역위상의 상쇄 성분이 생성됨으로써, 송신측 필터(10)의 감쇠 특성 개선 및 송수신 아이솔레이션 특성 개선에 대해서는, 유효하게 기능하고 있다고 판단할 수 있다.

이에 반해, 도 4b에 도시한 바와 같이, 실시예 및 비교예에 따른 수신측 필터(20)의 수신측 단자(120)-공통 단자(100)에 있어서의 통과 특성의 비교에서는, 비교예에 따른 수신측 필터(20)쪽이, 통과 대역에 있어서의 대역폭이 좁게 되어 있다. 구체적으로는, 비교예에서는, 수신 대역의 고역 채널측 근방의 손실이 열화되어 있다. 예를 들어, 삽입 손실 2.0㏈의 대역폭에서 비교하면, 실시예에서는 41.8㎒의 대역폭인 것에 반해, 비교예에서는 40.9㎒의 대역폭으로 되어 있다. 즉, 실시예쪽이 광대역으로 되어 있다. 특히, 탄성 표면파 필터의 경우, 온도 변화에 의한 특성 변화를 고려하여 대역폭을 확보할 필요가 있기 때문에, 이 대역폭의 차이는 큰 필터 특성의 차이로 된다.

비교예에 따른 용량 소자(32a)의 정전 용량(교차폭×쌍수)은 실시예에 따른 용량 소자(32)의 정전 용량(교차폭×쌍수)보다 커서, 임피던스가 낮게 되어 있다. 이 때문에, 수신측 필터(20)가 캔슬 회로(530)의 종결합형 공진기(31)에서 발생시킨 고역 채널측 근방(960㎒ 근방)의 공진 리스펀스의 영향을 받기 쉬워진다. 즉, 캔슬 회로(530)의 공통 단자측으로부터 본 임피던스가, 캔슬 회로(530)의 노드 N측으로부터 본 임피던스보다도 높게 설정되어 있지 않다. 이 때문에, 고역 채널측 근방의 고주파 성분이 캔슬 회로(530)에 누설되어 버려, 수신측 필터(20)에의 당해 고주파 성분의 전파 손실을 크게 해 버린다. 이에 의해, 공통 단자(100)를 통해 수신측 필터(20)의 통과 대역 고역측에 상기 공진 리스펀스에 기인한 리플이 발생하여, 대역폭이 좁아진다.

이에 반해, 실시예에서는, 종결합형 공진기(31)의 노드 N측에는 용량 소자가 없고, 그 대신에, 종결합형 공진기(31)의 공통 단자(100)측에, 비교예에 따른 용량 소자(32a)보다도 정전 용량(교차폭×쌍수)이 작은 용량 소자(32)가 부가되어 있다. 즉, 캔슬 회로(30)의 공통 단자(100)측으로부터 본 임피던스가, 캔슬 회로(30)의 노드 N측으로부터 본 임피던스보다도 높게 설정되어 있다. 이 때문에, 고역 채널측 근방의 고주파 성분이 캔슬 회로(30)에 누설되지 않아, 수신측 필터(20)에의 당해 고주파 성분의 전파 손실을 작게 할 수 있다. 이에 의해, 공통 단자(100)를 통해 수신측 필터(20)의 통과 대역의 고역측에 상기 공진 리스펀스에 기인한 리플의 발생을 억제할 수 있으므로, 대역폭을 넓게 확보할 수 있다.

한편, 실시예에서는, 노드 N과 종결합형 공진기(31) 사이에는 용량 소자가 접속되어 있지 않지만, 도 5에 도시한 바와 같이, 종결합형 공진기(31)의 공진 리스펀스(960㎒ 근방)는 송신 통과 대역으로부터 고주파측으로 크게 이격되어 있기 때문에, 송신측 필터(10)의 대역폭을 열화시키는 일은 없다.

또한, 실시예에서는, 캔슬 회로(30)에는, 용량 소자가 1개만 배치되어 있고, 송신측 필터(10)의 주신호의 진폭과 맞도록, 용량 소자(32)만으로 진폭을 맞추게 된다. 이 때문에, 비교예와 비교하여, 용량 소자(32)의 임피던스를 높게 할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 멀티플렉서(1)에서는, 공통 단자(100)와 종결합형 공진기(31) 사이에만, 용량 소자(32)를 직렬 접속하는 구성에 의해, 수신측 필터(20)의 대역폭을 열화시키지 않고, 또한, 칩 사이즈의 소형화를 실현할 수 있다.

[4. 멀티플렉서의 전극 레이아웃 구성]

도 6은 실시 형태에 따른 멀티플렉서(1)의 전극 레이아웃을 나타내는 칩 평면도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 압전 기판(40) 상에 송신측 필터(10), 수신측 필터(20), 및 캔슬 회로(30)의 IDT 전극 및 빗살형 전극, 그리고 그들을 접속하는 배선 및 외부 접속 전극이 배치되어 있다. 또한, 멀티플렉서(1)의 각 구성 요소가 1매의 압전 기판(40) 상에 형성되어 있기 때문에, 멀티플렉서(1)를 WLP(Wafer Level Package) 구조로 실현하는 것이 가능해진다.

도 6에 도시한 바와 같이, 압전 기판(40)의 표면 하방(Y축 부방향) 영역에, 송신측 필터(10)를 구성하는 직렬 아암 공진자(11s∼14s2)의 IDT 전극, 병렬 아암 공진자(11p∼13p)의 IDT 전극, 그들을 접속하는 제1 배선, 송신측 필터(10)의 송신측 전극 Tx[송신측 단자(110)], 및 그라운드 전극 GND가 형성되어 있다. 또한, 압전 기판(40)의 표면 하방(Y축 부방향) 영역에는, 캔슬 회로(30)를 구성하는 종결합형 공진기(31)의 IDT 전극, 용량 소자(32)의 빗살형 전극, 그들을 접속하는 배선, 및 그라운드 전극(51)(GND)이 형성되어 있다.

또한, 압전 기판(40)의 표면 상방(Y축 정방향) 영역에, 수신측 필터(20)를 구성하는 직렬 아암 공진자(21s 및 22s)의 IDT 전극, 병렬 아암 공진자(21p 및 22p)의 IDT 전극, 종결합형 공진기(23L)의 IDT 전극, 그들을 접속하는 배선, 수신측 필터(20)의 수신측 전극 Rx[수신측 단자(120)] 및 그라운드 전극 GND가 형성되어 있다.

또한, 압전 기판(40)의 표면 상으로서, 송신측 필터(10) 및 캔슬 회로(30)가 형성된 영역과, 수신측 필터(20)가 형성된 영역 사이에, 안테나 접속 전극(Ant)이 배치되어 있다.

여기서, 본 실시 형태에 따른 멀티플렉서(1)에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 압전 기판(40)의 평면에서 보아, 종결합형 공진기(31)에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로를 전파 방향(X축 방향)으로 연장한 영역 D는, 송신측 필터(10) 및 수신측 필터(20)를 구성하는 병렬 아암 공진자에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로 및 직렬 아암 공진자에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로와 겹치지 않는다. 캔슬 회로(30)에서 생성되는 상쇄 성분은 소진폭이기 때문에, 종결합형 공진기(31)와, 송신측 필터(10)의 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자의 전송로를 나란히 배치하면, 상기 상쇄 성분이 상기 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자의 탄성 표면파에 간섭받고, 상기 상쇄 성분의 위상 특성이 영향을 받아, 송신측 필터(10)의 감쇠 특성이 악화된다. 이에 반해, 상기 구성에 따르면, 송신측 필터(10)의 감쇠 특성을 개선할 수 있다.

또한, 도 6에서는, 용량 소자(32)를 구성하는 빗살형 전극의 각 전극 핑거는, 다른 IDT 전극의 전극 핑거와 동일한 방향으로 형성되어 있지만, 용량 소자(32)를 구성하는 빗살형 전극의 각 전극 핑거를, 다른 IDT 전극의 전극 핑거의 형성 방향과 교차하는 방향으로 형성해도 된다. 이에 의해, 용량 소자(32)가 다른 IDT 전극에 의해 여진된 고주파 신호에 간섭받는 것을 억제할 수 있다.

또한, 송신측 필터(10)를 구성하는 복수의 IDT 전극은, 제1 전극막으로 형성되어 있다. 한편, 송신측 필터(10)를 구성하는 복수의 IDT 전극을 접속하는 제1 배선은, 상기 제1 전극막과 제2 전극막의 적층체로 형성되어 있다. 또한, 캔슬 회로(30) 내에서, 공통 단자(100), 용량 소자(32), 탄성파 공진자(31a 및 31b)를 구성하는 IDT 전극, 및 노드 N을 접속하는 제2 배선은, 상기 제1 전극막과 동일한 막 두께를 갖고 있다.

상기 제1 배선은, 송신측 필터(10)의 통과 대역에 있어서의 저손실성을 확보하기 위해, 2층 배선(적층체)을 포함하고 있다. 이에 반해, 캔슬 회로(30)의 제2 배선은, 캔슬 회로(30)를 흐르는 상쇄 성분이 소진폭이기 때문에, 저항분이 증가해도 큰 문제는 발생하지 않으므로, 단층 배선이어도 된다. 따라서, 상기 제2 배선을 세선화할 수 있으므로, 칩 사이즈를 소형화할 수 있다.

도 7은 실시 형태의 변형예에 따른 멀티플렉서의 전극 레이아웃을 나타내는 칩 평면도이다. 도 7에 도시된 전극 레이아웃은, 도 6에 도시된 전극 레이아웃과 비교하여, 캔슬 회로(30)를 구성하는 종결합형 공진기(31) 및 용량 소자(32)의 배치 레이아웃이 상이하다. 이하, 본 변형예에 따른 전극 레이아웃에 대하여, 도 6에 도시된 실시 형태에 따른 전극 레이아웃과 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.

여기서, 본 변형예에 따른 멀티플렉서에서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 압전 기판(40)의 평면에서 보아, 종결합형 공진기(31)에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로를 전파 방향으로 연장한 영역은, 송신측 필터(10)를 구성하는 병렬 아암 공진자(11p)에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로와 겹치고, 송신측 필터(10)를 구성하는 직렬 아암 공진자에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로와 겹치지 않는다.

송신측 필터(10)는 직렬 아암 공진자 및 병렬 아암 공진자를 포함하는 래더형 필터이기 때문에, 병렬 아암 공진자의 공진점은 통과 대역(제1 주파수 대역)의 저역측의 감쇠극을 형성하고, 병렬 아암 공진자의 반공진점 및 직렬 아암 공진자의 공진점은 통과 대역(제1 주파수 대역)을 형성하고, 직렬 아암 공진자의 반공진점은 통과 대역(제1 주파수 대역)의 고역측의 감쇠극을 형성한다. 또한, 종결합형 공진기(31)의 공진 리스펀스는, 수신측 필터(20)의 통과 대역(제2 주파수 대역)의 고역 단에 설정되어 있다. 상기와 같은 공진점 및 반공진점의 주파수 관계로부터, 종결합형 공진기(31)의 공진 리스펀스의 주파수는, 송신측 필터(10)의 직렬 아암 공진자의 공진 주파수(반공진 주파수)와 가까운 관계에 있고, 송신측 필터(10)의 병렬 아암 공진자의 공진 주파수(반공진 주파수)와는 먼 관계에 있다.

이 때문에, 캔슬 회로(30)에서 생성되는 상쇄 성분은 소진폭이기 때문에, 종결합형 공진기(31)와, 송신측 필터(10)의 직렬 아암 공진자의 전송로를 나란히 배치하면, 상기 상쇄 성분이 상기 직렬 아암 공진자의 탄성 표면파에 간섭받는다. 한편, 종결합형 공진기(31)와, 송신측 필터(10)의 병렬 아암 공진자의 전송로를 나란히 배치해도, 상기 상쇄 성분이 상기 직렬 아암 공진자의 탄성 표면파에 간섭받기 어렵다. 이에 의해, 본 변형예의 구성에 따르면, 멀티플렉서의 칩 레이아웃의 자유도가 높아져, 칩 사이즈를 소형화하면서, 송신측 필터(10)의 감쇠 특성을 개선할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 종결합형 공진기(31)에 접속되는 그라운드 배선은, 송신측 필터(10)에 접속되는 그라운드 전극(52)과 압전 기판(40) 상에서 접속되고, 수신측 필터(20)에 접속되는 그라운드 전극과 압전 기판(40) 상에서 접속되어 있지 않다.

이에 의해, 종결합형 공진기(31)에 접속되는 그라운드 배선이, 송신측 필터(10)에 접속되는 그라운드 전극(52)에 접속되어 있으므로, 종결합형 공진기(31)와 송신측 필터(10)의 그라운드 전극을 압전 기판(40) 상에서 공유할 수 있어, 칩 사이즈의 소형화가 가능해진다. 한편, 종결합형 공진기(31)에 접속되는 그라운드 배선이, 수신측 필터(20)에 접속되는 그라운드 전극에 접속되어 있지 않으므로, 종결합형 공진기(31)의 공진 리스펀스가 그라운드 전극을 통해 수신측 필터(20)에 돌아들어가는 것을 회피할 수 있으므로, 수신측 필터(20)의 통과 특성의 열화를 회피할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 용량 소자(32)는 빗살형 전극으로 형성되어 있지 않고, 압전 기판(40) 상에서 대향하는 2개의 배선을 포함하고 있다. 용량 소자(32)에 대해서는, 필요로 되는 용량값에 따라서, 적절히, 빗살형 전극 또는 평행 평판형 전극 등을 선택하면 된다.

(그 밖의 변형예 등)

이상, 본 발명의 실시 형태에 따른 멀티플렉서에 대하여, 듀플렉서의 실시예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 실시예에 다음과 같은 변형을 실시한 형태도, 본 발명에 포함될 수 있다.

예를 들어, 상기 실시예에 따른 압전 기판(40)은 적어도 일부에 압전성을 갖는 기판이어도 된다. 상기 기판은, 예를 들어 표면에 압전 박막을 구비하고, 당해 압전 박막과 음속이 상이한 막, 및 지지 기판 등의 적층체를 포함하고 있어도 된다. 또한, 상기 기판은, 기판 전체에 압전성을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 상기 기판은, 단일의 압전체층을 포함하는 압전 기판으로 된다.

또한, 본 발명에 따른 멀티플렉서는, 실시예와 같은 Band8의 듀플렉서에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명에 따른 멀티플렉서는, 2개의 밴드에 대하여 각각 송수신을 행하는 쿼드플렉서, 나아가 3 이상의 밴드에 대하여 송수신을 행하는 멀티플렉서여도 된다. 또한, 본 발명에 따른 멀티플렉서는, 복수의 수신 주파수 대역을 갖는 분파기, 또는, 복수의 송신 주파수 대역을 갖는 합파기로서 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 멀티플렉서를 구성하는 송신측 필터, 수신측 필터, 및 종결합형 공진기로서, IDT 전극을 갖는 탄성 표면파 필터를 예시하였다. 그러나, 본 발명에 따른 멀티플렉서를 구성하는 각 필터 및 공진기는, 탄성 경계파나 BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터 및 탄성파 공진기여도 된다. 이것에 의해서도, 상기 실시 형태에 따른 멀티플렉서가 갖는 효과와 마찬가지의 효과를 발휘하는 것이 가능하다.

또한, 예를 들어 멀티플렉서에 있어서, 각 구성 요소의 사이에, 인덕터나 캐패시터가 접속되어 있어도 상관없다. 또한, 당해 인덕터에는, 각 구성 요소간을 연결하는 배선에 의한 배선 인덕터가 포함되어도 된다.

본 발명은 멀티 밴드화된 주파수 규격에 적용할 수 있는 저손실 또한 고아이솔레이션의 멀티플렉서로서, 휴대 전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.

1, 500 : 멀티플렉서
2 : 안테나 소자
3 : 정합용 인덕터
10 : 송신측 필터
11p, 12p1, 12p2, 13p, 21p, 22p : 병렬 아암 공진자
11s, 12s1, 12s2, 13s1, 13s2, 14s1, 14s2, 21s, 22s : 직렬 아암 공진자
20 : 수신측 필터
23L, 23L1, 23L2, 31 : 종결합형 공진기
30, 530, 640 : 캔슬 회로
31a, 31b : 탄성파 공진자
32, 32a, 32b : 용량 소자
40 : 압전 기판
51, 52 : 그라운드 전극
100 : 공통 단자
110 : 송신측 단자
120 : 수신측 단자
600 : 듀플렉서
642, 644 : 정전 용량
646 : 종결합형 탄성파 공진기

Claims

고주파 신호가 입출력되는 공통 단자, 제1 단자 및 제2 단자와,
제1 주파수 대역을 통과 대역으로 하고, 상기 공통 단자 및 상기 제1 단자에 접속된 제1 필터 회로와,
상기 제1 주파수 대역과 상이한 제2 주파수 대역을 통과 대역으로 하고, 상기 공통 단자 및 상기 제2 단자에 접속된 제2 필터 회로와,
상기 공통 단자와 상기 제1 단자를 연결하는 경로 상에 있어서 상기 공통 단자측에 위치하는 제1 노드 및 상기 제1 단자측에 위치하는 제2 노드에 접속되며, 상기 경로 상을 흐르는 소정의 주파수 대역의 성분을 상쇄하기 위한 캔슬 회로
를 구비하고,
상기 캔슬 회로는,
일단이 상기 제1 노드에 접속된 용량 소자와,
일단이 상기 용량 소자의 타단에 접속되며, 타단이 용량 소자를 통하지 않고 상기 제2 노드에 접속된 종결합형 공진기
를 갖고,
상기 제1 노드측으로부터 상기 캔슬 회로를 본 경우의 상기 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스는, 상기 제2 노드측으로부터 상기 캔슬 회로를 본 경우의 상기 제2 주파수 대역에 있어서의 임피던스보다도 높은 멀티플렉서.
제1항에 있어서,
상기 제1 노드는 상기 공통 단자인 멀티플렉서.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 주파수 대역은, 상기 제2 주파수 대역보다도 저주파수측에 위치하고,
상기 소정의 주파수 대역은, 상기 제2 주파수 대역에 포함되고,
상기 종결합형 공진기의 삽입 손실이 극소로 되는 주파수는, 상기 제2 주파수 대역 근방에 위치하는 멀티플렉서.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 필터 회로는, 복수의 탄성파 공진자로 구성된 래더형의 탄성파 필터 회로인 멀티플렉서.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 필터 회로는, 상기 제1 단자로부터 상기 공통 단자로 고주파 신호를 전파하는 송신측 필터이고,
상기 제2 필터 회로는, 상기 공통 단자로부터 상기 제2 단자로 고주파 신호를 전파하는 수신측 필터이고,
상기 경로 상으로서, 상기 제1 단자와 상기 제2 노드 사이에는, 직렬 아암 공진자가 접속되어 있는 멀티플렉서.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 필터 회로는, 압전성을 갖는 기판 상에 형성된 복수의 제1 IDT 전극으로 구성된 탄성 표면파 필터이고,
상기 종결합형 공진기는, 상기 기판 상에 형성된 복수의 제2 IDT 전극으로 구성된 탄성 표면파 공진기인 멀티플렉서.
제6항에 있어서,
상기 용량 소자는, 상기 기판 상에 형성된 빗살형 전극으로 구성되어 있는 멀티플렉서.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 복수의 제1 IDT 전극은, 제1 전극막으로 형성되고,
상기 복수의 제1 IDT 전극을 접속하는 제1 배선은, 상기 제1 전극막과 제2 전극막의 적층체로 형성되고,
상기 제1 노드, 상기 용량 소자, 상기 복수의 제2 IDT 전극, 및 상기 제2 노드를 접속하는 제2 배선은, 상기 제1 전극막과 동일한 막 두께를 갖는 멀티플렉서.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 필터 회로는, 직렬 아암 공진자와 병렬 아암 공진자로 구성된 래더형의 탄성 표면파 필터이고,
상기 기판의 평면에서 보아, 상기 종결합형 공진기에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로를 전파 방향으로 연장한 영역은, 상기 병렬 아암 공진자에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로 및 상기 직렬 아암 공진자에 있어서의 탄성 표면파의 전파 경로와 겹치지 않는 멀티플렉서.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 필터 회로는, 상기 기판 상에 형성된 복수의 제3 IDT 전극으로 구성된 탄성 표면파 필터이고,
상기 종결합형 공진기에 접속되는 그라운드 배선은, 상기 제1 필터 회로에 접속되는 그라운드 전극과 상기 기판 상에서 접속되고, 상기 제2 필터 회로에 접속되는 그라운드 전극과 상기 기판 상에서 접속되지 않는 멀티플렉서.