KR20210006425A - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

고주파 모듈 및 통신 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210006425A
KR20210006425A KR1020207034961A KR20207034961A KR20210006425A KR 20210006425 A KR20210006425 A KR 20210006425A KR 1020207034961 A KR1020207034961 A KR 1020207034961A KR 20207034961 A KR20207034961 A KR 20207034961A KR 20210006425 A KR20210006425 A KR 20210006425A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
amplifying
transmission
reception
amplifying element
module
Prior art date
Application number
KR1020207034961A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102420284B1 (ko
Inventor
타카노리 우에지마
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 KR20210006425A publication Critical patent/KR20210006425A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102420284B1 publication Critical patent/KR102420284B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/006—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using switches for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H03F3/19—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/195—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/72—Gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/005—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges
    • H04B1/0053—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band
    • H04B1/0057—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission adapting radio receivers, transmitters andtransceivers for operation on two or more bands, i.e. frequency ranges with common antenna for more than one band using diplexing or multiplexing filters for selecting the desired band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0475—Circuits with means for limiting noise, interference or distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/1018—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference noise filters connected between the power supply and the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/44—Transmit/receive switching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/50—Circuits using different frequencies for the two directions of communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/54—Circuits using the same frequency for two directions of communication
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/111—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a dual or triple band amplifier, e.g. 900 and 1800 MHz, e.g. switched or not switched, simultaneously or not
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/294—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a low noise amplifier [LNA]
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2203/00—Indexing scheme relating to amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements covered by H03F3/00
    • H03F2203/72—Indexing scheme relating to gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal
    • H03F2203/7209—Indexing scheme relating to gated amplifiers, i.e. amplifiers which are rendered operative or inoperative by means of a control signal the gated amplifier being switched from a first band to a second band
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0416—Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

고주파 모듈(1)은 다단 접속된 복수의 증폭 소자를 갖는 송신 전력 증폭기(11)와, 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖고, 송신 전력 증폭기(11)를 실장하는 모듈 기판(91)을 구비하고, 상기 복수의 증폭 소자는 상기 복수의 증폭 소자의 최후단에 배치된 증폭 소자(11B)와, 증폭 소자(11B)보다 전단에 배치된 증폭 소자(11A)를 갖고, 증폭 소자(11B)는 주면(91a)에 실장되어 있고, 증폭 소자(11A)는 주면(91b)에 실장되어 있다.

Description

고주파 모듈 및 통신 장치
본 발명은 고주파 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
휴대전화 등의 이동체 통신 기기에서는, 특히, 멀티밴드화의 진전에 따라 고주파 프런트엔드 회로를 구성하는 회로 소자의 배치 구성이 복잡화되고 있다.
특허문헌 1에는, 수신계의 로우 노이즈 앰프(수신 저잡음 증폭기)와, 송신계의 파워 앰프(송신 전력 증폭기)가, 안테나 스위치를 통해서 접속된 구성을 갖는 고주파 무선기(고주파 모듈)가 개시되어 있다. 상기 로우 노이즈 앰프 및 파워 앰프는, 각각, 예를 들면, 다단의 증폭 소자로 구성되지만, 상기 로우 노이즈 앰프와 상기 파워 앰프로 바이어스 회로 등의 부품을 공통화함으로써 고주파 무선기 부품수의 삭감을 꾀하고 있다.
일본 특허공개 2006-121514호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 트랜스시버(송수신 회로)를, 이동체 통신기기의 프런트엔드 회로(고주파 모듈)로서 1개의 모듈로 구성할 경우, 고출력해야 할 송신 전력 증폭기를 다단의 증폭 소자로 구성하면, 고주파 모듈이 대형화해 버린다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 다단의 증폭 소자로 구성된 송신 전력 증폭기를 갖는, 소형화된 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일형태에 따른 고주파 모듈은, 다단 접속된 복수의 증폭 소자를 갖는 제 1 송신 전력 증폭기와, 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고, 상기 제 1 송신 전력 증폭기를 실장하는 모듈 기판을 구비하고, 상기 복수의 증폭 소자는 상기 복수의 증폭 소자의 최후단에 배치된 제 1 증폭 소자와, 상기 제 1 증폭 소자보다 전단에 배치된 제 2 증폭 소자를 갖고, 상기 제 1 증폭 소자는 상기 제 1 주면에 실장되어 있고, 상기 제 2 증폭 소자는 상기 제 2 주면에 실장되어 있다.
본 발명에 의하면, 다단의 증폭 소자로 구성된 송신 전력 증폭기를 갖는, 소형화된 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시형태에 따른 고주파 모듈의 회로 구성도이다.
도 2a는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 2b는 실시형태에 따른 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 3은 실시형태의 변형예 1에 따른 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 4는 실시형태의 변형예 2에 따른 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태 및 그 변형예에 대해서, 도면을 사용해서 상세하게 설명한다. 또, 이하에서 설명하는 실시형태 및 그 변형예는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태 및 그 변형예에서 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성요소, 구성요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지가 아니다. 이하의 실시형태 및 그 변형예에 있어서의 구성요소 중, 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성요소에 대해서는 임의의 구성요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내어지는 구성요소의 크기 또는 크기의 비는 반드시 엄밀하지는 않다.
또, 이하의 실시형태에 있어서, 기판 상에 실장된 A, B 및 C에 있어서, 「상기 기판(또는 상기 기판의 주면)을 평면으로 본 경우에, A와 B의 사이에 C가 배치되어 있다」란, 상기 기판을 평면으로 본 경우에 투영되는 A의 영역 내의 임의의 점과, 상기 기판을 평면으로 본 경우에 투영되는 B의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 선에, 상기 기판을 평면으로 본 경우에 투영되는 C의 영역의 적어도 일부가 중복되어 있는 것을 가리키는 것으로 정의된다.
(실시형태)
[1.1 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성]
도 1은 실시형태 1에 따른 고주파 모듈(1)의 회로 구성도이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 통신 장치(5)는 고주파 모듈(1)과, 안테나 소자(2)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(3)와, 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)(4)를 구비한다.
RFIC(3)는 안테나 소자(2)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로이다. 구체적으로는, RFIC(3)는 고주파 모듈(1)의 수신 경로를 통해서 입력된 고주파 수신 신호를, 다운컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 BBIC(4)에 출력한다. 또한, RFIC(3)는 BBIC(4)로부터 입력된 송신 신호를 업컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 고주파 송신 신호를 고주파 모듈(1)의 송신 경로에 출력한다.
BBIC(4)는 고주파 모듈(1)을 전파하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 사용해서 신호 처리하는 회로이다. BBIC(4)에서 처리된 신호는, 예를 들면, 화상표시를 위한 화상신호로서 사용되거나, 또는, 스피커를 통한 통화를 위해서 음성신호로서 사용된다.
또한, RFIC(3)는 사용되는 통신밴드(주파수 대역)에 의거하여, 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(51, 52, 53, 54 및 55)의 접속을 제어하는 제어부로서의 기능도 갖는다. 구체적으로는, RFIC(3)는 제어 신호(도시생략)에 의해, 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(51∼55)의 접속을 스위칭한다. 또, 제어부는 RFIC(3)의 외부에 설치되어 있어도 좋고, 예를 들면, 고주파 모듈(1) 또는 BBIC(4)에 설치되어 있어도 좋다.
안테나 소자(2)는 고주파 모듈(1)의 공통 단자(100)에 접속되어 고주파 모듈(1)로부터 출력된 고주파 신호를 방사하고, 또한, 외부로부터의 고주파 신호를 수신해서 고주파 모듈(1)에 출력한다.
또, 본 실시형태에 따른 통신 장치(5)에 있어서, 안테나 소자(2) 및 BBIC(4)는 필수적인 구성요소가 아니다.
이어서, 고주파 모듈(1)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 고주파 모듈(1)은 공통 단자(100)와, 송신 입력 단자(110 및 120)와, 수신 출력 단자(130 및 140)와, 송신 전력 증폭기(11 및 12)와, 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)와, 송신 필터(61T, 62T, 63T 및 64T)와, 수신 필터(61R, 62R, 63R 및 64R)와, 송신 출력 정합 회로(30)와, 수신 입력 정합 회로(40)와, 정합 회로(71, 72, 73 및 74)와, 스위치(51, 52, 53, 54 및 55)를 구비한다.
공통 단자(100)는 안테나 소자(2)에 접속된다.
송신 전력 증폭기(11)는 송신 입력 단자(110)로부터 고주파 신호를 입력하고, 제 1 주파수 대역군에 속하는 통신밴드 A(제 1 통신밴드) 및 통신밴드 B의 고주파 신호를 우선적으로 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 공통 단자(100)를 향해서 출력하는 제 1 송신 전력 증폭기이다.
송신 전력 증폭기(12)는 송신 입력 단자(120)로부터 고주파 신호를 입력하고, 제 1 주파수 대역군보다 고주파측의 제 2 주파수 대역군에 속하는 통신밴드 C(제 2 통신밴드) 및 통신밴드 D의 고주파 신호를 우선적으로 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 공통 단자(100)를 향해서 출력하는 제 2 송신 전력 증폭기이다. 송신 전력 증폭기(11 및 12)는, 예를 들면, 파워 앰프이다.
송신 전력 증폭기(11)는 증폭기 입력 단자(111) 및 증폭기 출력 단자(112)와, 증폭 소자(11A 및 11B)를 갖고 있다. 증폭 소자(11A 및 11B)는 증폭기 입력 단자(111)와 증폭기 출력 단자(112)의 사이에 접속되어, 서로 다단 접속(종속 접속)되어 있다. 증폭 소자(11B)는 증폭 소자(11A 및 11B) 중 후단에 배치된 제 1 증폭 소자이며, 증폭 소자(11A)는 증폭 소자(11B)보다 전단에 배치된 제 2 증폭 소자이다.
송신 전력 증폭기(12)는 증폭기 입력 단자(121) 및 증폭기 출력 단자(122)와, 증폭 소자(12A 및 12B)를 갖고 있다. 증폭 소자(12A 및 12B)는 증폭기 입력 단자(121)와 증폭기 출력 단자(122)의 사이에 접속되어, 서로 다단 접속(종속 접속)되어 있다. 증폭 소자(12B)는 증폭 소자(12A 및 12B) 중 후단에 배치된 제 1 증폭 소자이며, 증폭 소자(12A)는 증폭 소자(12B)보다 전단에 배치된 제 2 증폭 소자이다.
증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)의 각각은, 예를 들면, Si를 포함하는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)의 전계효과형 트랜지스터, 또는, GaAs를 재료로 하는 전계효과형 트랜지스터 또는 바이폴러 트랜지스터로 구성되어 있다. 또, 파워 핸들링을 필요로 하지 않는 증폭 소자(11A 및 12A)를 Si를 포함하는 CMOS로 구성함으로써, 고주파 모듈(1)을 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 한편, 고주파 송신 신호의 파워 레벨이 높은 증폭 소자(11B 및 12B)는 GaAs계 재료로 구성함으로써, 고품질의 증폭 특성 및 잡음 특성을 갖는 고주파 송신 신호를 출력하는 것이 가능해진다.
또한, 파워 핸들링을 필요로 하지 않는 증폭 소자(11B 및 12B)를, 스위치(51∼55)와, 스위치(51∼55)의 접속 및 송신 전력 증폭기(11, 12) 및 수신 저잡음 증폭기(21, 22)의 증폭률을 제어하는 제어부와 함께, Si를 포함하는 CMOS로 1칩화해도 좋다. 이것에 의해, 고주파 모듈(1)의 소형화가 가능해진다.
또, 본 실시형태에 있어서, 송신 전력 증폭기(11 및 12)의 각각은 2단의 증폭 소자로 구성되어 있는 것으로 했지만, 3단 이상의 증폭 소자로 구성되어 있어도 좋다. 즉, 제 1 송신 전력 증폭기 및 제 2 송신 전력 증폭기의 각각은 3단 이상의 복수의 증폭 소자를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 상기 복수의 증폭기 중 최후단에 배치된 증폭 소자가 제 1 증폭 소자이며, 제 1 증폭 소자보다 전단에 배치된 증폭 소자가 제 2 증폭 소자이다.
수신 저잡음 증폭기(21)는 통신밴드 A 및 통신밴드 B의 고주파 신호를 저잡음으로 증폭하는 제 1 수신 저잡음 증폭기이다. 또한, 수신 저잡음 증폭기(22)는 통신밴드 C 및 통신밴드 D의 고주파 신호를 저잡음으로 증폭하는 제 2 수신 저잡음 증폭기이다. 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)는, 예를 들면, 로우 노이즈 앰프이다.
송신 필터(61T)는, 송신 전력 증폭기(11)와 공통 단자(100)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 송신 전력 증폭기(11)에서 증폭된 고주파 신호 중 통신밴드 A의 송신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다. 또한, 송신 필터(62T)는, 송신 전력 증폭기(11)와 공통 단자(100)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 송신 전력 증폭기(11)에서 증폭된 고주파 신호 중 통신밴드 B의 송신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다. 또한, 송신 필터(63T)는, 송신 전력 증폭기(12)와 공통 단자(100)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 송신 전력 증폭기(12)에서 증폭된 고주파 신호 중 통신밴드 C의 송신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다. 또한, 송신 필터(64T)는, 송신 전력 증폭기(12)와 공통 단자(100)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 송신 전력 증폭기(12)에서 증폭된 고주파 신호 중 통신밴드 D의 송신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다.
수신 필터(61R)는, 수신 저잡음 증폭기(21)와 공통 단자(100)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)로부터 입력된 고주파 신호 중 통신밴드 A의 수신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(62R)는, 수신 저잡음 증폭기(21)와 공통 단자(100)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)로부터 입력된 고주파 신호 중 통신밴드 B의 수신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(63R)는, 수신 저잡음 증폭기(22)와 공통 단자(100)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)로부터 입력된 고주파 신호 중 통신밴드 C의 수신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(64R)는, 수신 저잡음 증폭기(22)와 공통 단자(100)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)로부터 입력된 고주파 신호 중 통신밴드 D의 수신 대역의 고주파 신호를 통과시킨다.
또, 상기 송신 필터(61T∼64T) 및 수신 필터(61R∼64R)는, 예를 들면, 탄성 표면파 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, LC 공진 필터, 및 유전체 필터 중 어느 것이여도 좋고, 또한 이것들에는 한정되지 않는다.
송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)는 통신밴드 A를 통과대역으로 하는 듀플렉서(61)를 구성하고 있다. 또한, 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)는 통신밴드 B를 통과대역으로 하는 듀플렉서(62)를 구성하고 있다. 또한, 송신 필터(63T) 및 수신 필터(63R)는 통신밴드 C을 통과대역으로 하는 듀플렉서(63)를 구성하고 있다. 또한, 송신 필터(64T) 및 수신 필터(64R)는 통신밴드 D를 통과대역으로 하는 듀플렉서(64)를 구성하고 있다.
송신 출력 정합 회로(30)는 정합 회로(31 및 32)를 갖는다. 정합 회로(31)는 송신 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T 및 62T) 사이의 송신 경로에 배치되고, 송신 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T 및 62T)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(32)는 송신 전력 증폭기(12)와 송신 필터(63T 및 64T) 사이의 송신 경로에 배치되고, 송신 전력 증폭기(12)와 송신 필터(63T 및 64T)의 임피던스 정합을 취한다.
수신 입력 정합 회로(40)는 정합 회로(41 및 42)를 갖는다. 정합 회로(41)는 수신 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R 및 62R) 사이의 수신 경로에 배치되고, 수신 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R 및 62R)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(42)는 수신 저잡음 증폭기(22)와 수신 필터(63R 및 64R) 사이의 수신 경로에 배치되고, 수신 저잡음 증폭기(22)와 수신 필터(63R 및 64R)의 임피던스 정합을 취한다.
스위치(51)는 정합 회로(31)와 송신 필터(61T 및 62T)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)와 송신 전력 증폭기(11)의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 1 스위치이다. 보다 구체적으로는, 스위치(51)는 송신 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T)의 접속, 및, 송신 전력 증폭기(11)와 송신 필터(62T)의 접속을 스위칭한다. 스위치(51)는, 예를 들면, 공통 단자가 정합 회로(31)에 접속되고, 한쪽의 선택 단자가 송신 필터(61T)에 접속되고, 다른쪽의 선택 단자가 송신 필터(62T)에 접속된, SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(52)는 정합 회로(32)와 송신 필터(63T 및 64T)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)와 송신 전력 증폭기(12)의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 1 스위치이다. 보다 구체적으로는, 스위치(52)는 송신 전력 증폭기(12)와 송신 필터(63T)의 접속, 및, 송신 전력 증폭기(12)와 송신 필터(64T)의 접속을 스위칭한다. 스위치(52)는, 예를 들면, 공통 단자가 정합 회로(32)에 접속되고, 한쪽의 선택 단자가 송신 필터(63T)에 접속되고, 다른쪽의 선택 단자가 송신 필터(64T)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(53)는 정합 회로(41)와 수신 필터(61R 및 62R)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)와 수신 저잡음 증폭기(21)의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 2 스위치이다. 보다 구체적으로는, 스위치(53)는 수신 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R)의 접속, 및, 수신 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(62R)의 접속을 스위칭한다. 스위치(53)는, 예를 들면, 공통 단자가 정합 회로(41)에 접속되고, 한쪽의 선택 단자가 수신 필터(61R)에 접속되고, 다른쪽의 선택 단자가 수신 필터(62R)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(54)는 정합 회로(42)와 수신 필터(63R 및 64R)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 공통 단자(100)와 수신 저잡음 증폭기(22)의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 2 스위치이다. 보다 구체적으로는, 스위치(54)는 수신 저잡음 증폭기(22)와 수신 필터(63R)의 접속, 및, 수신 저잡음 증폭기(22)와 수신 필터(64R)의 접속을 스위칭한다. 스위치(54)는, 예를 들면, 공통 단자가 정합 회로(42)에 접속되고, 한쪽의 선택 단자가 수신 필터(63R)에 접속되고, 다른쪽의 선택 단자가 수신 필터(64R)에 접속된 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(55)는 공통 단자(100)와 송신 필터(61T∼64T) 및 수신 필터(61R∼64R)를 연결하는 신호 경로에 배치되고, 공통 단자(100)와 송신 전력 증폭기(11)의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 1 스위치, 및, 공통 단자(100)와 수신 저잡음 증폭기(21)의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 2 스위치이다. 보다 구체적으로는, 스위치(55)는 (1) 공통 단자(100)와 듀플렉서(61)의 접속, (2) 공통 단자(100)와 듀플렉서(62)의 접속, (3) 공통 단자(100)와 듀플렉서(63)의 접속, 및, (4) 공통 단자(100)와 듀플렉서(64)의 접속을 스위칭한다. 또, 스위치(55)는 상기 (1)∼(4) 중 어느 하나의 접속만을 행하는 스위치 회로로 구성되어도 좋고, 또한, 상기 (1)∼(4) 중 2 이상의 접속을 동시에 행하는 것이 가능한 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성되어도 좋다.
정합 회로(71)는 스위치(55)와 송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)를 연결하는 경로에 배치되고, 안테나 소자(2) 및 스위치(55)와, 송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(72)는 스위치(55)와 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)를 연결하는 경로에 배치되고, 안테나 소자(2) 및 스위치(55)와, 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(73)는 스위치(55)와 송신 필터(63T) 및 수신 필터(63R)를 연결하는 경로에 배치되고, 안테나 소자(2) 및 스위치(55)와, 송신 필터(63T) 및 수신 필터(63R)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(74)는 스위치(55)와 송신 필터(64T) 및 수신 필터(64R)를 연결하는 경로에 배치되고, 안테나 소자(2) 및 스위치(55)와, 송신 필터(64T) 및 수신 필터(64R)의 임피던스 정합을 취한다.
또, 본 발명에 따른 고주파 모듈은, 제 1 주파수 대역군의 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 출력하는 고주파 모듈이면 좋고, 송신 전력 증폭기(11)를 필수적인 구성요소로 한다. 따라서, 공통 단자(100), 송신 입력 단자(110), 수신 저잡음 증폭기(21 및 22), 송신 출력 정합 회로(30), 수신 입력 정합 회로(40), 송신 필터(61T∼64T), 수신 필터(61R∼64R), 스위치(51∼55), 및 정합 회로(71∼74), 및, 수신 출력 단자(130 및 140)는, 본 발명에 따른 고주파 모듈에 필수적인 구성요소가 아니다. 즉, 2 이상의 통신밴드의 고주파 신호를, 동시 송신, 동시 수신, 및 동시 송수신하지 않고, 단일의 통신밴드의 고주파 신호를 송신하는 시스템이여도 좋다.
고주파 모듈(1)의 상기 구성에 있어서, 송신 전력 증폭기(11), 정합 회로(31), 스위치(51), 및, 송신 필터(61T 및 62T)는, 공통 단자(100)를 향해서 통신밴드 A 및 통신밴드 B의 고주파 신호를 출력하는 제 1 송신 회로를 구성한다. 또한, 송신 전력 증폭기(12), 정합 회로(32), 스위치(52), 및, 송신 필터(63T 및 64T)는, 공통 단자(100)를 향해서 통신밴드 C 및 통신밴드 D의 고주파 신호를 출력하는 제 2 송신 회로를 구성한다. 제 1 송신 회로 및 제 2 송신 회로는, 공통 단자(100)를 향해서 통신밴드 A∼D의 고주파 송신 신호를 출력하는 송신 회로를 구성한다.
또한, 수신 저잡음 증폭기(21), 정합 회로(41), 스위치(53), 및, 수신 필터(61R 및 62R)는, 안테나 소자(2)로부터 공통 단자(100)를 통해서 통신밴드 A 및 통신밴드 B의 고주파 신호를 입력하는 제 1 수신 회로를 구성한다. 또한, 수신 저잡음 증폭기(22), 정합 회로(42), 스위치(54), 및, 수신 필터(63R 및 64R)는, 안테나 소자(2)로부터 공통 단자(100)를 통해서 통신밴드 C 및 통신밴드 D의 고주파 신호를 입력하는 제 2 수신 회로를 구성한다. 제 1 수신 회로 및 제 2 수신 회로는, 공통 단자(100)로부터 통신밴드 A∼D의 고주파 신호를 입력하는 수신 회로를 구성한다.
상기 회로 구성에 의하면, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은, 통신밴드 A 및 통신밴드 B 중 어느 하나의 통신밴드의 고주파 신호와, 통신밴드 C 및 통신밴드 D 중 어느 하나의 통신밴드의 고주파 신호를, 동시 송신, 동시 수신, 및 동시 송수신 중 적어도 어느 하나를 실행하는 것이 가능하다.
여기에서, 상기 회로 소자를 콤팩트한 프런트엔드 회로로서 모듈화할 경우, 송신 전력 증폭기(11 및 12)의 각각이 다단의 증폭 소자로 구성되어 있기 때문에, 고주파 모듈(1)의 부품수가 많아진다. 이 때문에, 종래의 고주파 모듈에서는 대형화되어 버린다. 또한, 이들 회로 소자를 1개의 기판 상에 실장하기 위해, 상기 다단의 증폭 소자를 근접 배치시켜서 신호 전송 손실을 억제하는 것과, 상기 다단의 증폭 소자간의 상호간섭을 억제하는 것을 양립시키는 것은 곤란하다. 즉, 1매의 기판 상에 회로 소자가 실장된 고주파 모듈에 있어서, 다단의 증폭 소자로 구성된 송신 전력 증폭기의 양호한 증폭 특성을 확보하면서 소형화하는 것은 곤란하다.
이것에 대하여, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 다단의 증폭 소자로 구성된 송신 전력 증폭기(11 및 12)를 갖고 있어도, 소형화(면적절약화)가 가능하다. 또한, 송신 전력 증폭기(11 및 12)의 신호 전송 손실을 억제하고, 송신 전력 증폭기(11)의 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 상호간섭, 및, 송신 전력 증폭기(12)의 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)의 상호간섭을 억제하면서 소형화하는 것이 가능하다. 이하에서는, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)을 구성하는 각 회로 소자의 배치 구성에 대해서 설명한다.
[1.2 고주파 모듈(1)의 송신 전력 증폭기의 배치 구성]
도 2a는 실시형태 1에 따른 고주파 모듈(1)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 2b는 실시형태 1에 따른 고주파 모듈(1)의 단면 구성 개략도이며, 구체적으로는, 도 2a의 IIB-IIB선에 있어서의 단면도이다. 또, 도 2a의 (a)에는, 모듈 기판(91)의 서로 대향하는 주면(91a 및 91b) 중, 주면(91a)을 z축 정방향측에서 보았을 경우의 회로 소자의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 2a의 (b)에는, 주면(91b)을 z축 정방향측에서 보았을 경우의 회로 소자의 배치를 투시한 도면이 나타내어져 있다.
도 2a 준 도 2b에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은, 도 1에 나타내어진 회로 구성에 추가해서, 또한, 모듈 기판(91)과 수지 부재(92 및 93)를 갖고 있다.
모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a)(제 1 주면) 및 주면(91b)(제 2 주면)을 갖고, 상기 송신 회로와 상기 수신 회로를 실장하는 기판이다. 모듈 기판(91)으로서는, 예를 들면, 복수의 유전체층의 적층 구조를 갖는 저온 동시 소성 세라믹스(Low Temperature Co-fired Ceramics: LTCC) 기판, 또는, 프린트 기판 등이 사용된다.
수지 부재(92)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 배치되고, 상기 송신 회로의 일부, 상기 수신 회로의 일부, 및 모듈 기판(91)의 주면(91a)을 덮고 있고, 상기 송신 회로 및 상기 수신 회로를 구성하는 회로 소자의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 갖고 있다. 수지 부재(93)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 배치되고, 상기 송신 회로의 일부, 상기 수신 회로의 일부, 및 모듈 기판(91)의 주면(91b)을 덮고 있고, 상기 송신 회로 및 상기 수신 회로를 구성하는 회로 소자의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 갖고 있다. 또, 수지 부재(92 및 93)는 본 발명에 따른 고주파 모듈에 필수적인 구성요소가 아니다.
도 2a 및 도 2b에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 증폭 소자(11B 및 12B), 듀플렉서(61 및 62), 정합 회로(31 및 32), 및 스위치(51∼55)는, 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 또, 증폭 소자(11B 및 12B), 수신 저잡음 증폭기(21 및 22), 듀플렉서(63 및 64), 및 정합 회로(41 및 42)는, 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다. 또, 정합 회로(71∼74)는, 도 2a 및 도 2b에는 도시되어 있지 않지만, 모듈 기판(91)의 주면(91a 및 91b)의 어느 것에 표면 실장되어 있어도 좋고, 또한 모듈 기판(91)에 내장되어 있어도 좋다.
송신 전력 증폭기(11)의 증폭 소자(11B) 및 송신 전력 증폭기(12)의 증폭 소자(12B)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 실장되어 있다. 송신 전력 증폭기(11)의 증폭 소자(11A) 및 송신 전력 증폭기(12)의 증폭 소자(12A)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 실장되어 있다.
증폭 소자(11A)는 구동 제어 회로(11c) 및 구동 증폭 소자(11d)로 구성되어 있다. 구동 제어 회로(11c)는 구동 소자(11B) 및 구동 증폭 소자(11d)에 공급되는 바이어스 전압(전류)을 생성 및 제어하는 회로이다. 또한, 구동 증폭 소자(11d)는 증폭 소자(11A)의 증폭용 트랜지스터이다.
증폭 소자(12A)는 구동 제어 회로(12c) 및 구동 증폭 소자(12d)로 구성되어 있다. 구동 제어 회로(12c)는 구동 소자(12B) 및 구동 증폭 소자(12d)에 공급되는 바이어스 전압(전류)을 생성 및 제어하는 회로이다. 또한, 구동 증폭 소자(12d)는 증폭 소자(12A)의 증폭용 트랜지스터이다.
정합 회로(31, 32, 41 및 42)는, 각각 인덕터 및 커패시터 중 적어도 한쪽을 포함한다.
여기에서, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 증폭 소자(11B 및 12B)가 실장되고, 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 증폭 소자(11A 및 12A)가 실장되어 있다. 즉, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)는 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있다.
이 때문에, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에 서로 중복되도록 근접 배치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를 동일면 상에 배치했을 경우와 비교하여, 고주파 모듈(1)을 소형화(면적절약화)하는 것이 가능해진다.
또한, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를 근접 배치킴으로써, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 접속 배선 및 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)의 접속 배선을 짧게 할 수 있다. 또한, 예를 들면, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를, 모듈 기판(91)을 수직 방향으로 관통하는 비아 도체를 사용해서 접속하는 것이 가능해진다. 비아 도체는 모듈 기판(91)의 주면을 따르는 방향으로 형성되는 패턴 도체와 비교해서 저저항이다. 따라서, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실, 및, 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실을 억제할 수 있으므로, 송신 전력 증폭기(11 및 12)의 양호한 증폭 특성을 확보할 수 있다.
또한, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)는 동일면 상에 배치되었을 경우와 비교하여 근접 배치될 가능성이 높아지지만, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)의 상호간섭을, 그것들의 사이에 개재하는 모듈 기판(91)에 의해 억제할 수 있다.
따라서, 다단의 증폭 소자(11A 및 11B)로 구성된 송신 전력 증폭기(11), 및, 다단의 증폭 소자(12A 및 12B)로 구성된 송신 전력 증폭기(12)의 양호한 증폭 특성을 확보하면서, 소형화된 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 모듈 기판(91)을 평면으로 본(z축 방향으로부터 보았을) 경우에, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)는 적어도 일부가 중복되어 있고, 또한, 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)는 적어도 일부가 중복되어 있다.
이것에 의하면, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)를, 모듈 기판(91)을 수직 방향으로 관통하는 비아 도체(94)만으로 접속할 수 있다. 또한, 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)를, 모듈 기판(91)을 수직 방향으로 관통하는 비아 도체만으로 접속할 수 있다. 또한, 모듈 기판(91)의 주면(91a 및 91b)의 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실, 및, 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실을 보다 억제할 수 있고, 또한, 고주파 모듈(1)을 면적절약화하는 것이 가능해진다.
또, 증폭 소자(11B 및 12B)는 Si를 포함하는 CMOS로 구성되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 파워 핸들링을 필요로 하지 않는 증폭 소자(11B 및 12B)를 Si를 포함하는 CMOS로 구험함으로써, 고주파 모듈(1)을 저노이즈화할 수 있고, 또한 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 증폭 소자(11B 및 12B)와 스위치(51∼55)가 동일한 주면에 실장될 경우에는, 증폭 소자(11B 및 12B), 스위치(51∼55), 및, 스위치(51∼55)의 접속 및 송신 전력 증폭기(11, 12) 및 수신 저잡음 증폭기(21, 22)의 증폭률을 제어하는 제어부를, Si를 포함하는 CMOS로 1칩화해도 좋다. 이것에 의해, 고주파 모듈(1)의 소형화가 가능해진다.
또한, 본 실시형태와 같이, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)가 다른 주면에 실장되어 있을 경우에는, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)를 이종 재료로 구성해도 좋고, 또, 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)를 이종 재료로 구성해도 좋다. 예를 들면, 파워 핸들링을 필요로 하지 않는 증폭 소자(11A 및 12A)를 저노이즈이고 또한 저렴한 Si를 포함하는 CMOS로 구성하고, 고출력을 요하는 증폭 소자(11B 및 12B)를 GaAs계 재료로 구성함으로써, 고품질이며 또한 저비용의 고주파 모듈(1)을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 모듈 기판(91)의 주면(91b)측에 수지 부재(93)를 관통하는 복수의 기둥형상 전극(150)이 배치되어 있다. 고주파 모듈(1)은 고주파 모듈(1)의 z축 부방향측에 배치되는 실장기판과, 복수의 기둥형상 전극(150)을 경유하여 전기신호의 주고받기를 행한다. 또한, 복수의 기둥형상 전극(150)의 몇개는 실장기판의 그라운드 전위에 설정된다. 본 실시형태에서는, 증폭 소자(11A 및 12A)가 기둥형상 전극(150)이 형성된 주면(91b)에 실장되어 있다. 이 때문에, 증폭 소자(11A 및 12A)가 Si를 포함하는 CMOS로 구성되어 있을 경우에는, 제조 공정에 있어서 주면(91b)에 실장된 기둥형상 전극(150), 증폭 소자(11A 및 12A)와, 수지 부재(93)를, CMP(Chemical Mechanical Polishing: 화학 기계 연마) 등에 의해 연마할 수 있다. 이것에 의해, 실장기판과 대향시키는 고주파 모듈(1)의 주면(91b)측의 면을 평탄화하면서, 기둥형상 전극(150) 및 증폭 소자(11A 및 12A)를 수지 부재(93)로부터 노출시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 정합 회로(31 및 32)가 주면(91a)에 실장되어 있다. 이것에 의하면, 제 1 주파수 대역군의 송신계의 고주파 신호는 주면(91b)에 실장된 증폭 소자(11A)에 입력되어, 비아 도체(94)를 경유해서 주면(91a)에 실장된 증폭 소자(11B) 및 정합 회로(31)에 전송된다. 또한, 제 2 주파수 대역군의 송신계의 고주파 신호는 주면(91b)에 실장된 증폭 소자(12A)에 입력되어, 비아 도체를 경유해서 주면(91a)에 실장된 증폭 소자(12B) 및 정합 회로(32)에 전송된다. 즉, 송신 전력 증폭기의 입력단으로부터 정합 회로의 출력단까지의 고주파 신호의 전송을, 짧은 신호 경로로 형성하는 것이 가능해진다. 따라서, 전송 손실이 억제된 고주파 모듈(1)을 제공할 수 있다.
[1.3 고주파 모듈(1)의 수신 저잡음 증폭기의 배치 구성]
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은, 모듈 기판(91)에 실장된 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)를 구비한다. 이것에 의하면, 송신 전력 증폭기 및 수신 저잡음 증폭기가 1개의 기판에 실장되어 있으므로, 송신 전력 증폭기(11 및 12)의 양호한 증폭 특성을 갖는 소형의 송수신계의 복합 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)는 주면(91b)에 실장되어 있다. 즉, 고출력의 증폭 소자(11B 및 12B)와, 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)는, 모듈 기판(91)의 다른 주면에 배치되어 있다. 이것에 의하면, 증폭 소자(11B 및 12B)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에 모듈 기판(91)이 개재하므로, 증폭 소자(11B 및 12B)로부터 출력되는 고주파 신호가 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)에 직접 유입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 회로와 수신 회로의 아이솔레이션이 향상된다.
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에 있어서, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우(z축 방향으로부터 보았을 경우), 최후단의 증폭 소자(11B와 12B)와, 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에, 주면(91a 또는 91b)에 실장된 도전 부재가 배치되어 있다. 여기에서, 상기 도전 부재란 신호 인출 전극 등의 도전 부재를 갖고 있는 전자 부재이며, 예를 들면, 저항 소자, 용량 소자, 유도 소자, 필터, 스위치, 신호 배선, 및 신호 단자 등의 수동소자, 및, 증폭기 및 제어 회로 등의 능동 소자 중 적어도 어느 하나이다. 본 실시형태에 있어서, 상기 도전 부재란 듀플렉서(61∼64) 중 적어도 어느 하나이다. 또한, 상기 도전 부재란 듀플렉서(61∼64)의 각각을 구성하는 송신 필터 및 수신 필터 중 적어도 어느 하나이여도 좋다. 듀플렉서(61∼64)의 각각을 구성하는 송신 필터 및 수신 필터는, 신호 인출 전극 등의 도전 부재를 복수 갖고 있고, 예를 들면, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 복수의 신호 인출 전극 중 적어도 1개는, 모듈 기판(91)에 배치된 그라운드 패턴(95G1 또는 95G2)과 접속되어 있다.
상기 구성에 의하면, 모듈 기판(91)의 주면(91a) 상에 고전력의 고주파 신호를 출력하는 증폭 소자(11B 및 12B)가 배치되고, 주면(91b) 상에 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)가 배치되어 있지만, 최후단의 증폭 소자(11B 및 12B)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에, 주면(91a 또는 91b)에 실장된 듀플렉서(61∼64) 중 적어도 1개가 배치되어 있다. 즉, 증폭 소자(11B 및 12B)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에 개재하는 모듈 기판(91) 및 상기 도전 부재에 의해, 증폭 소자(11B 및 12B)로부터 발생하는 고출력의 고주파 신호 및 그 고조파가 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)에 유입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 증폭 소자(11B 및 12B)에서 증폭된 고출력의 고주파 신호의 고조파 성분, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡 성분의 수신 회로로의 유입량을 저감할 수 있으므로, 고주파 모듈(1)의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 증폭 소자(11B 및 12B)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에, 주면(91a 또는 91b)에 실장된 도전 부재가 배치되어 있다는 것은, 상기 평면으로 보았을 때에 있어서, (1) 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 증폭 소자(11B)의 영역 내의 임의의 점과, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 수신 저잡음 증폭기(21)의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 선에, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 도전 부재의 영역 중 적어도 일부가 중복되어 있다, (2) 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 증폭 소자(12B)의 영역 내의 임의의 점과, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 수신 저잡음 증폭기(21)의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 선에, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 도전 부재의 영역의 적어도 일부가 중복되어 있다, (3) 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 증폭 소자(11B)의 영역 내의 임의의 점과, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 수신 저잡음 증폭기(22)의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 선에, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 도전 부재의 영역의 적어도 일부가 중복되어 있다, 및 (4) 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 증폭 소자(12B)의 영역 내의 임의의 점과, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 수신 저잡음 증폭기(22)의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 선에, 상기 평면으로 봄으로써 투영되는 도전 부재의 영역의 적어도 일부가 중복되어 있다, 중 적어도 어느 하나가 성립하고 있으면 좋다.
즉, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에서는, 증폭 소자(11B 및 12B)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에 주면(91a 또는 91b)에 실장된 도전 부재가 배치되어 있는 구성으로 했지만, 증폭 소자(11B 및 12B) 중 적어도 1개와, 수신 저잡음 증폭기(21 및 22) 중 적어도 1개의 사이에, 주면(91a 또는 91b)에 실장된 도전 부재가 배치되어 있으면 좋다. 이것에 의해, 1의 송신 경로를 전송하는 고출력의 고주파 신호의 고조파 성분, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡 성분의, 1의 수신 경로로의 유입량을 저감할 수 있으므로, 상기 수신 경로에 있어서의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 고주파 모듈(1)의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 증폭 소자(11B 및 12B)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에 배치되는 도전 부재로서 송신 필터 및 수신 필터를 예시했지만, 상기 도전 부재는 송신 필터 및 수신 필터 이외에, (1) 증폭 소자(11A 또는 12A), (2) 스위치(55), (3) 스위치(51 또는 52), (4) 스위치(53 또는 54), (5) 공통 단자(100)와 송신 필터 및 수신 필터의 사이에 배치되는 다이플렉서(멀티플렉서), (6) 칩 콘덴서, (7) 송신 전력 증폭기(11, 12), 수신 저잡음 증폭기(21, 22)의 이득을 조정하는 제어 신호, 및, 스위치(51∼55)의 스위칭을 제어하는 제어 신호 중 적어도 1개를 생성하는 제어 회로의 어느 하나이여도 좋다.
또, 상기 (7)의 제어 회로는 스위치(51∼55) 중 적어도 1개를 포함하는 스위치 IC이여도 좋다.
또, 상기 (1)∼(7)의 회로 소자는 접지 전위 또는 고정 전위로 설정된 전극을 갖고 있는 것이 바람직하고, 예를 들면, 상기 (1)∼(7)의 회로 소자는 모듈 기판(91) 내에 형성된 그라운드 패턴과 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 상기 (1)∼(7)의 회로 소자의 전자계 차폐 기능이 향상된다.
상기 예시한 도전 부재에 의하면, 증폭 소자(11B 및 12B)로부터 발생하는 전자계를 차폐할 수 있으므로, 증폭 소자(11B 및 12B)에서 발생하는 고출력의 고주파 신호 및 그 고조파가 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)에 유입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 전력 증폭기(11 및 12)에서 증폭된 고주파 신호의 고조파의 주파수, 또는 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡의 주파수가, 통신밴드 A∼D의 수신 대역 중 적어도 일부와 중복할 경우이여도, 증폭 소자(11B 및 12B)에서 증폭된 고출력의 고주파 신호의 고조파 성분, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡 성분의 수신 회로에의 유입량을 저감할 수 있으므로, 고주파 모듈(1)의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
[1.4 변형예 1에 따른 고주파 모듈(1A)의 회로 소자 배치 구성]
도 3은 실시형태의 변형예 1에 따른 고주파 모듈(1A)의 단면 구성 개략도이다. 본 변형예에 따른 고주파 모듈(1A)은, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 비교하여, 실드 전극층(96)이 부가 배치되어 있는 점이 다르다. 이하, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(1A)에 대해서, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 같은 점은 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.
실드 전극층(96)은 수지 부재(92)의 천면 및 측면의 측면, 및, 수지 부재(93)의 측면을 덮도록 형성되고, 모듈 기판(91) 내의 그라운드 전위에 설정된 그라운드 패턴(95G2)과, 모듈 기판(91)의 측면에서 접속되어 있다. 또한, 고출력의 증폭 소자(11B 및 12B)의 천면은 실드 전극층(96)과 접하고 있다. 실드 전극층(96)의 배치에 의해, 송신 전력 증폭기(11 및 12)로부터 출력되는 고주파 신호가 고주파 모듈(1A)로부터 직접 외부로 방사되는 것을 억제할 수 있고, 또한, 외래 노이즈가 고주파 모듈(1A)을 구성하는 회로 소자에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 실드 전극층(96)을 통해서 증폭 소자(11B 및 12B)의 발열을 방열할 수 있으므로, 고주파 모듈(1A)의 방열성이 향상된다.
[1.5 변형예 2에 따른 고주파 모듈(1B)의 회로 소자 배치 구성]
도 4는 실시형태의 변형예 2에 따른 고주파 모듈(1B)의 단면 구성 개략도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(1B)은, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 비교하여 송신 전력 증폭기(11 및 12)를 구성하는 증폭 소자의 주면(91a 및 91b)으로의 배치 분배가 다르다. 이하, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(1B)에 대해서, 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)과 같은 점은 설명을 생략하고, 다른 점을 중심으로 설명한다.
송신 전력 증폭기(11)의 증폭 소자(11B) 및 송신 전력 증폭기(12)의 증폭 소자(12B)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 실장되어 있다. 송신 전력 증폭기(11)의 증폭 소자(11A) 및 송신 전력 증폭기(12)의 증폭 소자(12A)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 실장되어 있다.
본 변형예에 따른 고주파 모듈(1B)에서는, 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 증폭 소자(11B 및 12B)가 실장되고, 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 증폭 소자(11A 및 12A)가 실장되어 있다. 즉, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)는 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있다.
이 때문에, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를 동일면 상에 배치했을 경우와 비교하여, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를 보다 근접 배치시키는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 접속 배선 및 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)의 접속 배선을 짧게 할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를, 모듈 기판(91)을 수직 방향으로 관통하는 비아 도체를 사용해서 접속하는 것이 가능해진다. 따라서, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실, 및, 증폭 소자(12A)와 증폭 소자(12B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실을 억제할 수 있으므로, 송신 전력 증폭기(11 및 12)의 양호한 증폭 특성을 확보할 수 있다.
또한, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)는 동일면 상에 배치되었을 경우와 비교하여 근접 배치될 가능성이 높아지지만, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)의 상호간섭을, 그것들의 사이에 개재하는 모듈 기판(91)에 의해 억제할 수 있다.
따라서, 다단의 증폭 소자(11A 및 11B)로 구성된 송신 전력 증폭기(11), 및, 다단의 증폭 소자(12A 및 12B)로 구성된 송신 전력 증폭기(12)의 양호한 증폭 특성을 확보하면서, 소형화된 고주파 모듈(1B)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 도4 나타내는 바와 같이, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)를 모듈 기판(91)을 수직 방향으로 관통하는 비아 도체(97)만으로 접속하고 있으므로, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실을 억제할 수 있고, 또한, 고주파 모듈(1)을 면적절약화하는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 따른 고주파 모듈(1B)에서는, 모듈 기판(91)의 주면(91b) 측에 수지 부재(93)를 관통하는 복수의 기둥형상 전극(150)이 배치되어 있다. 고주파 모듈(1B)은 고주파 모듈(1B)의 z축 부방향측에 배치되는 실장기판과, 복수의 기둥형상 전극(150)을 경유하여 전기신호의 주고받기를 행한다. 또한, 복수의 기둥형상 전극(150)의 몇개는 실장기판의 그라운드 전위로 설정된다. 본 변형예에서는, 증폭 소자(11B 및 12B)가 기둥형상 전극(150)이 형성된 주면(91b)에 실장되고, 또한, 증폭 소자(11B 및 12B)의 천면은 수지 부재(93)로부터 노출되어 있다. 이것에 의해, 증폭 소자(11B 및 12B)의 천면으로부터 고출력의 증폭 소자(11B 및 12B)의 발열을 방열할 수 있으므로, 고주파 모듈(1B)의 방열성이 향상된다.
[1.6 실시형태의 정리]
이상, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은, 다단 접속된 복수의 증폭 소자를 갖는 송신 전력 증폭기(11)(제 1 송신 전력 증폭기)와, 주면(91a 및 91b)을 갖는 모듈 기판(91)을 구비한다. 상기 복수의 증폭 소자는, 주면(91a)에 실장되고, 복수의 증폭 소자의 최후단에 배치된 증폭 소자(11B)(제 1 증폭 소자)와, 주면(91b)에 실장되고, 증폭 소자(11B)보다 전단에 배치된 증폭 소자(11A)(제 2 증폭 소자)를 포함한다.
상기 구성에 의하면, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)를, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에 서로 중복되도록 근접 배치시키는 것이 가능해진다. 따라서, 증폭 소자(11A 및 12A)와 증폭 소자(11B 및 12B)를 동일면 상에 배치했을 경우와 비교하여, 고주파 모듈(1)을 소형화(면적절약화)하는 것이 가능해진다.
또한, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)를 근접 배치시키는 것에 의해, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 접속 배선을 짧게 할 수 있다. 또한, 예를 들면, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)를, 모듈 기판(91)을 수직 방향으로 관통하는 비아 도체(94)를 사용해서 접속하는 것이 가능해진다. 이것에 의해, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 사이를 전송하는 고주파 신호의 전송 손실을 억제할 수 있다.
또한, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)는 동일면 상에 배치되었을 경우와 비교하여 근접 배치될 가능성이 높아지지만, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)의 상호간섭을, 그것들의 사이에 개재하는 모듈 기판(91)에 의해 억제할 수 있다. 따라서, 다단의 증폭 소자(11A 및 11B)로 구성된 송신 전력 증폭기(11)의 양호한 증폭 특성을 확보하면서, 소형화된 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은, 또한, 공통 단자(100)와, 송신 입력 단자(110)(제 1 송신 입력 단자) 및 수신 출력 단자(130)(제 1 수신 출력 단자)를 구비하고, 송신 전력 증폭기(11)는 송신 입력 단자(110)로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 공통 단자(100)에 출력하고, 고주파 모듈(1)은, 또한, 모듈 기판(91)에 실장되어 공통 단자(100)로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 수신 출력 단자(130)에 출력하는 수신 저잡음 증폭기(21)(제 1 수신 저잡음 증폭기)를 구비해도 좋다.
이것에 의하면, 송신 전력 증폭기(11)및 수신 저잡음 증폭기(21)가 1개의 모듈 기판(91)에 실장되어 있으므로, 송신 전력 증폭기(11)의 양호한 증폭 특성을 갖는 소형의 송수신계의 복합 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)에 있어서, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 증폭 소자(11B)와 수신 저잡음 증폭기(21)의 사이에 주면(91a 또는 91b)에 실장된 도전 부재가 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의해, 송신 전력 증폭기(11)에서 증폭된 고주파 신호의 고조파의 주파수, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡의 주파수가, 통신밴드 A의 수신 대역의 적어도 일부와 중복할 경우이여도, 증폭 소자(11B)로부터 발생하는 고출력의 고주파 신호 및 그 고조파가 수신 저잡음 증폭기(21)에 유입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 증폭 소자(11B)에서 증폭된 고출력의 고주파 신호의 고조파 성분, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡 성분의 수신 회로에의 유입량을 저감할 수 있으므로, 고주파 모듈(1)의 수신 감도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 고주파 모듈(1)은, 공통 단자(100), 송신 입력 단자(110)(제 1 송신 입력 단자), 송신 입력 단자(120)(제 2 송신 입력 단자), 수신 출력 단자(130)(제 2 수신 출력 단자), 및 수신 출력 단자(140)(제 1 수신 출력 단자)와, 송신 입력 단자(110)로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 공통 단자(100)에 출력하는 송신 전력 증폭기(11)(제 1 송신 전력 증폭기)와, 송신 입력 단자(120)로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 공통 단자(100)에 출력하는 송신 전력 증폭기(12)(제 2 송신 전력 증폭기)와, 공통 단자(100)로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 수신 출력 단자(130)에 출력하는 수신 저잡음 증폭기(21)(제 2 수신 저잡음 증폭기)와, 공통 단자(100)로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 수신 출력 단자(140)에 출력하는 수신 저잡음 증폭기(22)(제 1 수신 저잡음 증폭기)와, 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖고, 송신 전력 증폭기(11 및 12)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)를 실장하는 모듈 기판(91)을 구비한다. 송신 전력 증폭기(11)는 통신밴드 A의 송신 대역의 고주파 신호를 증폭하고, 송신 전력 증폭기(12)는 통신밴드 C의 송신 대역의 고주파 신호를 증폭하고, 수신 저잡음 증폭기(21)는 통신밴드 A의 수신 대역의 고주파 신호를 증폭하고, 수신 저잡음 증폭기(22)는 통신밴드 C의 수신 대역의 고주파 신호를 증폭한다. 송신 전력 증폭기(11)는 증폭기 입력 단자(111) 및 증폭기 출력 단자(112)와, 증폭기 입력 단자(111)와 증폭기 출력 단자(112)의 사이에 서로 종속 접속된 복수의 증폭 소자를 갖고, 상기 복수의 증폭 소자는 주면(91a)에 실장되고 복수의 증폭 소자의 최후단에 배치된 증폭 소자(11B)(제 1 증폭 소자)와, 주면(91b)에 실장되고 증폭 소자(11B)보다 전단에 배치된 증폭 소자(11A)(제 2 증폭 소자)를 포함한다. 송신 전력 증폭기(12)는 증폭기 입력 단자(121) 및 증폭기 출력 단자(122)와, 증폭기 입력 단자(121)와 증폭기 출력 단자(122)의 사이에, 서로 종속 접속된 복수의 증폭 소자를 갖고, 상기 복수의 증폭 소자는, 주면(91a)에 실장되고 복수의 증폭 소자의 최후단에 배치된 증폭 소자(12B)(제 1 증폭 소자)와, 주면(91b)에 실장되고 증폭 소자(12B)보다 전단에 배치된 증폭 소자(12A)(제 2 증폭 소자)를 포함한다. 여기에서, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 증폭 소자(11B 및 12B)와 수신 저잡음 증폭기(21 및 22)의 사이에, 주면(91a 또는 91b)에 실장된 도전 부재가 배치되어 있다.
이것에 의해, 송신 전력 증폭기(11)에서 증폭된 고주파 신호의 고조파의 주파수, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡의 주파수가, 통신밴드 A 또는 C의 수신 대역 중 적어도 일부와 중복할 경우이여도, 증폭 소자(11B)로부터 발생하는 고출력의 고주파 신호 및 그 고조파가 수신 저잡음 증폭기(21 또는 22)에 유입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 증폭 소자(11B)에서 증폭된 고출력의 고주파 신호의 고조파 성분, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡 성분의 수신 회로에의 유입량을 저감할 수 있으므로, 고주파 모듈(1)의 수신 감도의 저하를 억제할 수 있다.
(그 밖의 실시형태 등)
이상, 본 발명의 실시형태에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해서, 실시형태 및 그 변형예를 들어서 설명했지만, 본 발명에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태 및 그 변형예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태 및 그 변형예에 있어서의 임의의 구성요소를 조합시켜서 실현되는 다른 실시형태나, 상기 실시형태 및 그 변형예에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각해 낸 각종 변형을 실시해서 얻어지는 변형예나, 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태 및 그 변형예에 따른 고주파 모듈 및 통신 장치에 있어서, 도면에 개시된 각 회로 소자 및 신호 경로를 접속하는 경로의 사이에, 다른 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어 있어도 좋다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은 멀티밴드 대응의 프런트엔드부에 배치되는 고주파 모듈로서, 휴대전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.
1, 1A, 1B : 고주파 모듈
2 : 안테나 소자
3 : RF 신호 처리 회로(RFIC)
4 : 베이스밴드 신호 처리 회로(BBIC)
5 : 통신 장치
11, 12 : 송신 전력 증폭기
11A, 11B, 12A, 12B : 증폭 소자
11c, 12c : 구동 제어 회로
11d, 12d : 구동 증폭 소자
21, 22 : 수신 저잡음 증폭기
30 : 송신 출력 정합 회로
31, 32, 41, 42, 71, 72, 73, 74 : 정합 회로
40 : 수신 입력 정합 회로
51, 52, 53, 54, 55 : 스위치
61, 62, 63, 64 : 듀플렉서
61R, 62R, 63R, 64R : 수신 필터
61T, 62T, 63T, 64T : 송신 필터
91 : 모듈 기판
91a, 91b : 주면
92, 93 : 수지 부재
94, 97 : 비아 도체
95G1, 95G2 : 그라운드 패턴
96 : 실드 전극층
100 : 공통 단자
110, 120 : 송신 입력 단자
111, 121 : 증폭기 입력 단자
112, 122 : 증폭기 출력 단자
130, 140 : 수신 출력 단자
150 : 기둥형상 전극

Claims (15)

  1. 다단 접속된 복수의 증폭 소자를 갖는 제 1 송신 전력 증폭기와,
    서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고, 상기 제 1 송신 전력 증폭기를 실장하는 모듈 기판을 구비하고,
    상기 복수의 증폭 소자는,
    상기 복수의 증폭 소자의 최후단에 배치된 제 1 증폭 소자와,
    상기 제 1 증폭 소자보다 전단에 배치된 제 2 증폭 소자를 갖고,
    상기 제 1 증폭 소자는 상기 제 1 주면에 실장되어 있고,
    상기 제 2 증폭 소자는 상기 제 2 주면에 실장되어 있는 고주파 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 증폭 소자는 Si를 포함하는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구성되어 있는 고주파 모듈.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭 소자와 상기 제 2 증폭 소자는, 상기 모듈 기판을 수직 방향으로 관통하는 비아 도체로 접속되어 있는 고주파 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은,
    상기 제 2 주면 상에 형성되고, 상기 제 2 증폭 소자의 적어도 일부를 덮는 수지 부재와,
    상기 제 2 주면에 접속되고, 상기 제 2 주면의 수직 방향으로 상기 수지 부재를 관통하는 기둥형상 전극을 더 구비하는 고주파 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭 소자와 상기 제 2 증폭 소자는 상이한 재료로 구성되어 있는 고주파 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭 소자는 GaAs로 구성되어 있는 고주파 모듈.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 증폭 소자와 상기 제 2 증폭 소자는, 상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우에 적어도 일부가 중복되어 있는 고주파 모듈.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고주파 모듈은,
    공통 단자와,
    제 1 송신 입력 단자 및 제 1 수신 출력 단자를 더 구비하고,
    상기 제 1 송신 전력 증폭기는, 상기 제 1 송신 입력 단자로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 상기 공통 단자에 출력하고,
    상기 고주파 모듈은,
    상기 모듈 기판에 실장되고, 상기 공통 단자로부터 입력된 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 상기 제 1 수신 출력 단자에 출력하는 제 1 수신 저잡음 증폭기를 더 구비하는 고주파 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 수신 저잡음 증폭기는 상기 제 2 주면에 실장되어 있는 고주파 모듈.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우, 상기 제 1 증폭 소자와 상기 제 1 수신 저잡음 증폭기의 사이에, 상기 제 1 주면 또는 제 2 주면에 실장된 도전 부재가 배치되어 있는 고주파 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 도전 부재는,
    (1) 상기 제 2 증폭 소자,
    (2) 상기 공통 단자와 상기 제 1 송신 전력 증폭기의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 1 스위치,
    (3) 상기 공통 단자와 상기 제 1 수신 저잡음 증폭기의 도통 및 비도통을 스위칭하는 제 2 스위치,
    (4) 상기 공통 단자와 상기 제 1 송신 전력 증폭기를 연결하는 송신 경로에 배치된 송신 필터,
    (5) 상기 공통 단자와 상기 제 1 수신 저잡음 증폭기를 연결하는 수신 경로에 배치된 수신 필터,
    (6) 상기 공통 단자와 상기 송신 필터 및 상기 수신 필터의 사이에 배치된 멀티플렉서,
    (7) 금속 칩,
    (8) 칩 콘덴서,
    (9) 상기 제 1 송신 전력 증폭기 및 상기 제 1 수신 저잡음 증폭기의 이득을 조정하는 제어 신호, 및, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 스위칭을 제어하는 제어 신호 중 적어도 1개를 생성하는 제어 회로,
    중 어느 하나인 고주파 모듈.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 도전 부재는 상기 모듈 기판에 형성된 그라운드 패턴과 접속된 전극을 포함하는 고주파 모듈.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 전력 증폭기는 제 1 통신밴드의 송신 대역의 고주파 신호를 증폭하고,
    상기 제 1 수신 저잡음 증폭기는 상기 제 1 통신밴드의 수신 대역의 고주파 신호를 증폭하고,
    상기 제 1 송신 전력 증폭기에서 증폭된 고주파 신호의 고조파 성분의 주파수, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡 성분의 주파수가, 상기 제 1 통신밴드의 상기 수신 대역의 적어도 일부와 중복되는 고주파 모듈.
  14. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 송신 전력 증폭기는 제 1 통신밴드의 송신 대역의 송신 고주파 신호를 증폭하고,
    상기 제 1 수신 저잡음 증폭기는 상기 제 1 통신밴드와 상이한 제 2 통신밴드의 수신 대역의 고주파 신호를 증폭하고,
    상기 고주파 모듈은,
    제 2 송신 입력 단자 및 제 2 수신 출력 단자와,
    상기 제 2 송신 입력 단자로부터 입력된 고주파 신호 중 상기 제 2 통신밴드의 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 상기 공통 단자에 출력하는 제 2 송신 전력 증폭기와,
    상기 공통 단자로부터 입력된 고주파 신호 중 상기 제 1 통신밴드의 고주파 신호를 증폭하고, 상기 증폭된 고주파 신호를 상기 제 2 수신 출력 단자에 출력하는 제 2 수신 저잡음 증폭기를 더 구비하고,
    상기 제 1 송신 전력 증폭기에서 증폭된 고주파 신호의 고조파 성분의 주파수, 또는, 상기 고주파 신호와 다른 고주파 신호의 상호 변조 왜곡 성분의 주파수가, 상기 제 2 통신밴드의 상기 수신 대역의 적어도 일부와 중복되는 고주파 모듈.
  15. 안테나 소자에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와,
    상기 안테나 소자와 상기 RF 신호 처리 회로의 사이에서 상기 고주파 신호를 전달하는 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하는 통신 장치.
KR1020207034961A 2018-06-20 2019-06-17 고주파 모듈 및 통신 장치 KR102420284B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-117161 2018-06-20
JP2018117161 2018-06-20
PCT/JP2019/023804 WO2019244815A1 (ja) 2018-06-20 2019-06-17 高周波モジュールおよび通信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210006425A true KR20210006425A (ko) 2021-01-18
KR102420284B1 KR102420284B1 (ko) 2022-07-14

Family

ID=68983291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207034961A KR102420284B1 (ko) 2018-06-20 2019-06-17 고주파 모듈 및 통신 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11303308B2 (ko)
KR (1) KR102420284B1 (ko)
CN (1) CN214069915U (ko)
WO (1) WO2019244815A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN213937872U (zh) * 2018-06-11 2021-08-10 株式会社村田制作所 高频模块和通信装置
KR102419331B1 (ko) * 2019-03-13 2022-07-11 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 고주파 모듈 및 통신 장치
JP2021158425A (ja) * 2020-03-25 2021-10-07 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
JP2021164022A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
JP2021170701A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
JP2021170702A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
JP2021176223A (ja) * 2020-04-28 2021-11-04 株式会社村田製作所 電力増幅回路
JP2021190772A (ja) 2020-05-27 2021-12-13 株式会社村田製作所 高周波モジュールおよび通信装置
JP2022024343A (ja) * 2020-07-16 2022-02-09 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
JP2022018955A (ja) * 2020-07-16 2022-01-27 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
WO2022113820A1 (ja) * 2020-11-25 2022-06-02 株式会社村田製作所 高周波モジュール及び通信装置
WO2023223952A1 (ja) * 2022-05-19 2023-11-23 株式会社村田製作所 高周波モジュール

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006121514A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波無線機
JP2011124621A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Murata Mfg Co Ltd 高周波電力増幅器
WO2016104011A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 株式会社村田製作所 高周波モジュール
KR20160100796A (ko) * 2015-02-15 2016-08-24 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 정합 회로망의 제거를 통한 전력 증폭기 크기의 감소
JP2017005101A (ja) * 2015-06-10 2017-01-05 株式会社村田製作所 部品実装基板及びその製造方法
CN207399201U (zh) * 2016-12-14 2018-05-22 株式会社村田制作所 收发模块

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005198051A (ja) * 2004-01-08 2005-07-21 Hitachi Ltd 高周波モジュール
JP5245413B2 (ja) * 2006-01-17 2013-07-24 日立金属株式会社 高周波回路部品及びこれを用いた通信装置
WO2007129716A1 (ja) * 2006-05-08 2007-11-15 Hitachi Metals, Ltd. 高周波回路、高周波部品及び通信装置
JP2009100440A (ja) * 2007-09-25 2009-05-07 Hitachi Metals Ltd 高周波部品及び通信装置
JP5581126B2 (ja) * 2010-06-15 2014-08-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路装置および無線通信システム
JP5117632B1 (ja) * 2012-08-21 2013-01-16 太陽誘電株式会社 高周波回路モジュール
WO2017057567A1 (ja) * 2015-10-02 2017-04-06 株式会社村田製作所 電力増幅モジュール、フロントエンド回路および通信装置
JP2017184060A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社村田製作所 高周波信号増幅回路、電力増幅モジュール、フロントエンド回路および通信装置
US10498521B2 (en) * 2016-08-31 2019-12-03 Skyworks Solutions, Inc. Switched-filter duplexing architecture for front-end systems
WO2018043162A1 (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社村田製作所 回路モジュールおよび電子機器
WO2018110513A1 (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 株式会社村田製作所 能動素子、高周波モジュールおよび通信装置
TW202329611A (zh) * 2016-12-29 2023-07-16 美商天工方案公司 前端系統及相關裝置、積體電路、模組及方法
US10666200B2 (en) * 2017-04-04 2020-05-26 Skyworks Solutions, Inc. Apparatus and methods for bias switching of power amplifiers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006121514A (ja) 2004-10-22 2006-05-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高周波無線機
JP2011124621A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Murata Mfg Co Ltd 高周波電力増幅器
WO2016104011A1 (ja) * 2014-12-25 2016-06-30 株式会社村田製作所 高周波モジュール
KR20160100796A (ko) * 2015-02-15 2016-08-24 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 정합 회로망의 제거를 통한 전력 증폭기 크기의 감소
JP2017005101A (ja) * 2015-06-10 2017-01-05 株式会社村田製作所 部品実装基板及びその製造方法
CN207399201U (zh) * 2016-12-14 2018-05-22 株式会社村田制作所 收发模块

Also Published As

Publication number Publication date
US11303308B2 (en) 2022-04-12
WO2019244815A1 (ja) 2019-12-26
US20210099190A1 (en) 2021-04-01
KR102420284B1 (ko) 2022-07-14
CN214069915U (zh) 2021-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102420284B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR102438877B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR102448318B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR102480672B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR102383353B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
CN213879809U (zh) 高频模块和通信装置
WO2021039068A1 (ja) 高周波モジュールおよび通信装置
KR102499032B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR102496904B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
KR20210034488A (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
US11539385B2 (en) Radio-frequency module and communication device
WO2021039067A1 (ja) 高周波モジュールおよび通信装置
KR20210146787A (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
US11483023B2 (en) Radio-frequency module and communication device
KR102455844B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신장치
KR102430753B1 (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
JP2021106336A (ja) 高周波モジュール及び通信装置
KR20220019810A (ko) 고주파 모듈 및 통신 장치
CN117882299A (zh) 高频模块

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right