KR20210042250A - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

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Abstract

고주파 모듈(1)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖는 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(11)와, 제 1 회로 부품을 구비하고, 전력 증폭기(11)는 증폭 소자(11A 및 11B)와, 1차측 코일(31a) 및 2차측 코일(31b)을 갖는 출력 트랜스(31)를 가지고, 1차측 코일(31a)의 일단은 증폭 소자(11A)의 출력 단자에 접속되고, 1차측 코일(31a)의 타단은 증폭 소자(11B)의 출력 단자에 접속되고, 2차측 코일(31b)의 일단은 전력 증폭기(11)의 출력 단자(116)에 접속되어 있고, 증폭 소자(11A 및 11B)는 주면(91a)에 배치되어 있고, 제 1 회로 부품은 주면(91b)에 배치되어 있다.

Description

고주파 모듈 및 통신 장치{RADIO FREQUENCY MODULE AND COMMUNICATION DEVICE}
본 발명은 고주파 모듈 및 통신 장치에 관한 것이다.
휴대전화 등의 이동체 통신 기기에는 고주파 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기가 탑재된다.
특허문헌 1에는 비반전 입력 신호가 입력되는 제 1 트랜지스터와, 반전 입력 신호가 입력되는 제 2 트랜지스터와, 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터의 출력 단자측에 배치된 트랜스포머(이하, 트랜스라고 함)로 구성된 차동 증폭형의 전력 증폭기가 개시되어 있다. 트랜스는 자기적으로 결합한 2개의 1차측 코일과, 1개의 2차측 코일로 구성되어 있다. 2개의 1차측 코일은 서로 병렬 접속되고, 각각이 2차측 코일과 자기적으로 결합함으로써 Q팩터를 저하시키지 않고 1차측 코일의 입력 임피던스를 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 전력 이득(파워 게인)을 향상시키는 것이 가능해진다.
일본 특허 공개 2010-118916호 공보
그러나, 특허문헌 1에 개시된 차동 증폭형의 전력 증폭기를 1개의 고주파 모듈로 구성하는 경우, 전력 증폭기를 구성하는 회로 소자수가 많기 때문에 고주파 모듈이 대형화해버린다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 차동 증폭형의 전력 증폭기를 갖는 소형의 고주파 모듈 및 그것을 구비한 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 의한 고주파 모듈은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 모듈 기판과, 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기와, 제 1 회로 부품을 구비하고, 상기 전력 증폭기는 제 1 증폭 소자 및 제 2 증폭 소자와, 제 1 코일 및 제 2 코일을 갖는 출력 트랜스를 가지고, 상기 제 1 코일의 일단은 상기 제 1 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 1 코일의 타단은 상기 제 2 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 2 코일의 일단은 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속되어 있고, 상기 제 1 증폭 소자 및 상기 제 2 증폭 소자는 상기 제 1 주면에 배치되어 있고, 상기 제 1 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치되어 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 차동 증폭형의 전력 증폭기를 갖는 소형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시형태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 2는 차동 증폭형의 전력 증폭기의 회로 구성도이다.
도 3a는 실시예에 의한 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 3b는 실시예에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 3c는 변형예 1에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 4a는 변형예 2에 의한 출력 트랜스의 단면 구성 개략도이다.
도 4b는 변형예 3에 의한 출력 트랜스의 단면 구성 개략도이다.
도 4c는 변형예 4에 의한 출력 트랜스의 단면 구성 개략도이다.
도 5는 변형예 5에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 6a는 변형예 6에 의한 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 6b는 변형예 6에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 7a는 변형예 7에 의한 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 7b는 변형예 7에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 실시형태는 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시형태에서 나타내는 수치, 형상, 재료, 구성요소, 구성요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 이하의 실시예 및 변형예에 있어서의 구성요소 중, 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성요소에 대해서는 임의의 구성요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내는 구성요소의 크기 또는 크기의 비는 반드시 엄밀하지는 않다. 각 도에 있어서, 실질적으로 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 첨부하고, 중복하는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다.
또한 이하에 있어서, 평행 및 수직 등의 요소 사이의 관계성을 나타내는 용어, 및 직사각형 형상 등의 요소의 형상을 나타내는 용어, 및 수치 범위는 엄격한 의미만을 나타내는 것은 아니고, 실질적으로 동등한 범위, 예를 들면 몇% 정도의 차이도 포함하는 것을 의미한다.
또한 이하에 있어서, 기판에 실장된 A, B 및 C에 있어서, 「기판(또는 기판의 주면)의 평면으로 볼 때에 있어서, A와 B 사이에 C가 배치되어 있는」이란 기판의 평면으로 볼 때에 있어서 A 내의 임의의 점과 B 내의 임의의 점을 연결하는 복수의 선분 중 적어도 1개가 C의 영역을 통과하는 것을 의미한다. 또한, 기판의 평면으로 볼 때란 기판 및 기판에 실장된 회로 소자를 기판의 주면에 평행한 평면에 정투영하여 보는 것을 의미한다.
또한 이하에 있어서, 「송신 경로」란 고주파 송신 신호가 전파하는 배선, 상기 배선에 직접 접속된 전극, 및 상기 배선 또는 상기 전극에 직접 접속된 단자 등으로 구성된 전송 선로인 것을 의미한다. 또한, 「수신 경로」란 고주파 수신 신호가 전파하는 배선, 상기 배선에 직접 접속된 전극, 및 상기 배선 또는 상기 전극에 직접 접속된 단자 등으로 구성된 전송 선로인 것을 의미한다. 또한, 「송수신 경로」란 고주파 송신 신호 및 고주파 수신 신호가 전파하는 배선, 상기 배선에 직접 접속된 전극, 및 상기 배선 또는 상기 전극에 직접 접속된 단자 등으로 구성된 전송 선로인 것을 의미한다.
(실시형태)
[1. 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성]
도 1은 실시형태에 의한 고주파 모듈(1) 및 통신 장치(5)의 회로 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 통신 장치(5)는 고주파 모듈(1)과, 안테나(2)와, RF 신호 처리 회로(RFIC)(3)와, 베이스 밴드 신호 처리 회로(BBIC)(4)를 구비한다.
RFIC(3)는 안테나(2)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로이다. 구체적으로는, RFIC(3)는 고주파 모듈(1)의 수신 경로를 통해서 입력된 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 BBIC(4)에 출력한다. 또한, RFIC(3)는 BBIC(4)로부터 입력된 송신 신호를 업 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 송신 신호를 고주파 모듈(1)의 송신 경로에 출력한다.
BBIC(4)는 고주파 모듈(1)을 전송하는 고주파 신호보다 저주파의 중간 주파수 대역을 이용하여 신호 처리하는 회로이다. BBIC(4)에서 처리된 신호는, 예를 들면 화상 표시를 위한 화상 신호로서 사용되고, 또는 스피커를 통한 통화를 위해 음성 신호로서 사용된다.
또한, RFIC(3)는 사용되는 통신 밴드(주파수 대역)에 의거하여 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(51, 52, 53 및 54)의 접속을 제어하는 제어부로서의 기능도 갖는다. 구체적으로는, RFIC(3)는 제어 신호(도시하지 않음)에 의해 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(51∼54)의 접속을 스위칭한다. 또한, 제어부는 RFIC(3)의 외부에 형성되어 있어도 좋고, 예를 들면 고주파 모듈(1) 또는 BBIC(4)에 형성되어 있어도 좋다.
안테나(2)는 고주파 모듈(1)의 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 고주파 모듈(1)로부터 출력된 고주파 신호를 방사하고, 또한 외부로부터의 고주파 신호를 수신해서 고주파 모듈(1)에 출력한다.
또한, 본 실시형태에 의한 통신 장치(5)에 있어서, 안테나(2) 및 BBIC(4)는 필수적인 구성요소는 아니다.
다음에, 고주파 모듈(1)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(1)은 안테나 접속 단자(100)와, 전력 증폭기(11 및 12)와, 저잡음 증폭기(21 및 22)와, 송신 필터(61T 및 62T)와, 수신 필터(61R 및 62R)와, 필터(63)와, 수신 입력 정합 회로(40)와, 정합 회로(71, 72 및 73)와, 스위치(51, 52, 53 및 54)와, 다이플렉서(60)를 구비한다.
안테나 접속 단자(100)는 입출력 단자의 일례이며, 안테나(2)에 접속되는 안테나 공통 단자이다.
전력 증폭기(11)는 송신 입력 단자(111)로부터 입력된 제 1 주파수 대역군에 속하는 통신 밴드(A)(제 1 통신 밴드) 및 통신 밴드(B)(제 2 통신 밴드)의 고주파 신호를 증폭하는 차동 증폭형의 증폭기이다. 또한, 전력 증폭기(12)는 송신 입력 단자(112)로부터 입력된 제 1 주파수 대역군과 주파수가 상이한 제 2 주파수 대역군에 속하는 통신 밴드(C)의 고주파 신호를 증폭하는 차동 증폭형의 증폭기이다.
저잡음 증폭기(21)는 통신 밴드(A) 및 통신 밴드(B)의 고주파 신호를 저잡음으로 증폭하여 수신 출력 단자(121)에 출력하는 증폭기이다. 또한, 저잡음 증폭기(22)는 통신 밴드(C)의 고주파 신호를 저잡음으로 증폭하여 수신 출력 단자(122)에 출력하는 증폭기이다.
송신 필터(61T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 송신 경로(AT)에 배치되고, 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중, 통신 밴드(A)의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다. 또한, 송신 필터(62T)는 전력 증폭기(11)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 송신 경로(BT)에 배치되고, 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중, 통신 밴드(B)의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(61R)는 저잡음 증폭기(21)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 수신 경로(AR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중, 통신 밴드(A)의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(62R)는 저잡음 증폭기(21)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 수신 경로(BR)에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중, 통신 밴드(B)의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)는 통신 밴드(A)를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(61)를 구성하고 있다. 듀플렉서(61)는 통신 밴드(A)의 송신 신호와 수신 신호를 주파수 분할 복신(FDD: Frequency Division Duplex) 방식으로 전송한다. 또한, 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)는 통신 밴드(B)를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(62)를 구성하고 있다. 듀플렉서(62)는 통신 밴드(B)의 송신 신호와 수신 신호를 FDD 방식으로 전송한다.
또한, 듀플렉서(61 및 62)의 각각은 복수의 송신 필터만으로 구성된 멀티플렉서, 복수의 수신 필터만으로 구성된 멀티플렉서, 복수의 듀플렉서로 구성된 멀티플렉서이어도 좋다.
필터(63)는 스위치(53)와 스위치(54)를 연결하는 경로에 배치되고, 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호 중, 통신 밴드(C)의 송신 신호를 통과시키고, 또한 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중, 통신 밴드(C)의 수신 신호를 통과시킨다. 필터(63)는 스위치(53)의 스위칭 동작에 의해, 통신 밴드(C)의 송신 신호와 수신 신호를 시분할 복신(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 전송한다.
송신 경로(AT)의 일단은 송신 입력 단자(111)에 접속되고, 송신 경로(AT)의 타단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다. 송신 경로(BT)의 일단은 송신 입력 단자(111)에 접속되고, 송신 경로(BT)의 타단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다. 송신 경로(CT)의 일단은 송신 입력 단자(112)에 접속되고, 송신 경로(CT)의 타단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다.
수신 경로(AR)의 일단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, 수신 경로(AR)의 타단은 수신 출력 단자(121)에 접속되어 있다. 수신 경로(BR)의 일단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, 수신 경로(BR)의 타단은 수신 출력 단자(121)에 접속되어 있다. 수신 경로(CR)의 일단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, 수신 경로(CR)의 타단은 수신 출력 단자(122)에 접속되어 있다.
송수신 경로(CTR)의 일단은 스위치(53)에 접속되고, 송수신 경로(CTR)의 타단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다. 즉, 송수신 경로(CTR)는 송신 경로(CT)의 일부와 수신 경로(CR)의 일부를 포함하고 있다.
수신 입력 정합 회로(40)는 정합 회로(41 및 42)를 갖는다. 정합 회로(41)는 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R 및 62R)를 연결하는 수신 경로에 배치되어, 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R 및 62R)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(42)는 저잡음 증폭기(22)와 필터(63)를 연결하는 수신 경로에 배치되어, 저잡음 증폭기(22)와 필터(63)의 임피던스 정합을 취한다.
스위치(51)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(51)의 공통 단자는 전력 증폭기(11)의 출력 단자(116)에 접속되어 있다. 스위치(51)의 일방의 선택 단자는 송신 필터(61T)에 접속되고, 스위치(51)의 타방의 선택 단자는 송신 필터(62T)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(51)는 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속, 및 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(51)는 전력 증폭기(11)와 송신 필터(61T)의 접속, 및 전력 증폭기(11)와 송신 필터(62T)의 접속을 스위칭한다. 스위치(51)는, 예를 들면 SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(52)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(52)의 공통 단자는 정합 회로(41)를 통해서 저잡음 증폭기(21)의 입력 단자에 접속되어 있다. 스위치(52)의 일방의 선택 단자는 수신 필터(61R)에 접속되고, 스위치(52)의 타방의 선택 단자는 수신 필터(62R)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(52)는 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(52)는 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(61R)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 저잡음 증폭기(21)와 수신 필터(62R)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 스위치(52)는, 예를 들면 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(53)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(53)의 공통 단자는 필터(63)에 접속되어 있다. 스위치(53)의 일방의 선택 단자는 전력 증폭기(12)의 출력 단자(126)에 접속되고, 스위치(53)의 타방의 선택 단자는 정합 회로(42)를 통해서 저잡음 증폭기(22)의 입력 단자에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(53)는 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 즉, 스위치(53)는 필터(63)와 전력 증폭기(12)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 필터(63)와 저잡음 증폭기(22)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 스위치(53)는, 예를 들면 SPDT형의 스위칭 회로로 구성된다.
스위치(54)는 안테나 스위치의 일례이며, 다이플렉서(60)를 통해서 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, (1) 안테나 접속 단자(100)와 송신 경로(AT) 및 수신 경로(AR)의 접속, (2) 안테나 접속 단자(100)와 송신 경로(BT) 및 수신 경로(BR)의 접속, 및 (3) 안테나 접속 단자(100)와 송수신 경로(CTR)의 접속을 스위칭한다. 또한, 스위치(54)는 상기 (1)∼(3) 중 2 이상의 접속을 동시에 행하는 것이 가능한 멀티 접속형의 스위치 회로로 구성된다.
정합 회로(71)는 스위치(54)와 듀플렉서(61)를 연결하는 경로에 배치되어, 안테나(2) 및 스위치(54)와, 듀플렉서(61)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(72)는 스위치(54)와 듀플렉서(62)를 연결하는 경로에 배치되어, 안테나(2) 및 스위치(54)와, 듀플렉서(62)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(73)는 스위치(54)와 필터(63)를 연결하는 경로에 배치되어, 안테나(2) 및 스위치(54)와, 필터(63)의 임피던스 정합을 취한다.
다이플렉서(60)는 멀티플렉서의 일례이며, 필터(60L 및 60H)로 구성되어 있다. 필터(60L)는 제 1 주파수 대역군 및 제 2 주파수 대역군을 포함하는 주파수 범위를 통과 대역으로 하는 필터이며, 필터(60H)는 제 1 주파수 대역군 및 제 2 주파수 대역군과 주파수가 상이한 다른 주파수 대역군을 포함하는 주파수 범위를 통과 대역으로 하는 필터이다. 필터(60L)의 일방의 단자와 필터(60H)의 일방의 단자는 안테나 접속 단자(100)에 공통 접속되어 있다. 필터(60L 및 60H)의 각각은, 예를 들면 칩 형상의 인덕터 및 커패시터 중 적어도 일방으로 구성된 LC 필터이다. 또한, 제 1 주파수 대역군 및 제 2 주파수 대역군이 상기 다른 주파수 대역군보다 저주파수측에 위치하느 경우에는, 필터(60L)는 로우 패스 필터이어도 좋고, 또한 필터(60H)는 하이 패스 필터이어도 좋다.
또한, 상기의 송신 필터(61T, 62T), 수신 필터(61R, 62R) 및 필터(63)는, 예를 들면 SAW(Surface Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, BAW(Bulk Acoustic Wave)를 사용한 탄성파 필터, LC 공진 필터 및 유전체 필터 중 어느 하나이어도 좋고, 또한 이들에는 한정되지 않는다.
또한, 정합 회로(41, 42 및 71∼73)는 본 발명에 의한 고주파 모듈에 필수적인 구성요소는 아니다.
고주파 모듈(1)의 구성에 있어서, 전력 증폭기(11), 스위치(51), 송신 필터(61T), 정합 회로(71), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(100)를 향해서 통신 밴드(A)의 송신 신호를 전송하는 제 1 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(71), 수신 필터(61R), 스위치(52), 정합 회로(41) 및 저잡음 증폭기(21)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해서 통신 밴드(A)의 수신 신호를 전송하는 제 1 수신 회로를 구성한다.
또한, 전력 증폭기(11), 스위치(51), 송신 필터(62T), 정합 회로(72), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(100)를 향해서 통신 밴드(B)의 송신 신호를 전송하는 제 2 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(72), 수신 필터(62R), 스위치(52), 정합 회로(41) 및 저잡음 증폭기(21)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해서 통신 밴드(B)의 수신 신호를 전송하는 제 2 수신 회로를 구성한다.
또한, 전력 증폭기(12), 스위치(53), 필터(63), 정합 회로(73), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(100)를 향해서 통신 밴드(C)의 송신 신호를 전송하는 제 3 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(73), 필터(63), 스위치(53), 정합 회로(42) 및 저잡음 증폭기(22)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해서 통신 밴드(C)의 수신 신호를 전송하는 제 3 수신 회로를 구성한다.
상기 회로 구성에 의하면, 고주파 모듈(1)은 통신 밴드(A) 및 통신 밴드(B) 중 어느 하나의 통신 밴드의 고주파 신호와, 통신 밴드(C)의 고주파 신호를 동시 송신, 동시 수신 및 동시 송수신 중 적어도 어느 하나에서 실행하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈에서는 상기 3개의 송신 회로 및 상기 3개의 수신 회로가 스위치(54)를 통해서 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있지 않아도 좋고, 상기 3개의 송신 회로 및 상기 3개의 수신 회로가 상이한 단자를 통해서 안테나(2)에 접속되어 있어도 좋다. 또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈은 제 1 송신 회로, 제 2 송신 회로 및 제 3 송신 회로 중 적어도 1개를 가지고 있으면 좋다.
또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈에 있어서, 제 1 송신 회로는 전력 증폭기(11)와, 송신 필터(61T), 스위치(54) 및 필터(60L) 중 적어도 1개를 가지고 있으면 좋다. 또한, 제 2 송신 회로는 전력 증폭기(11)와, 송신 필터(62T), 스위치(54) 및 필터(60L) 중 적어도 1개를 가지고 있으면 좋다. 또한, 제 3 송신 회로는 전력 증폭기(12)와, 필터(63), 스위치(54) 및 필터(60L) 중 적어도 1개를 가지고 있으면 좋다.
또한, 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51∼54)는 1개의 반도체 IC(Integrated Circuit)에 형성되어 있어도 좋다. 또한, 상기 반도체 IC는 전력 증폭기(11 및 12)를 추가로 포함하고 있어도 좋다. 반도체 IC는, 예를 들면 CMOS로 구성되어 있다. 구체적으로는 SOI(Silicon On Insulator) 프로세스에 의해 형성되어 있다. 이에 따라, 반도체 IC를 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 반도체 IC는 GaAs, SiGe 및 GaN 중 적어도 어느 하나로 구성되어 있어도 좋다. 이에 따라, 고품질한 증폭 성능 및 잡음 성능을 갖는 고주파 신호를 출력하는 것이 가능해진다.
여기에서, 전력 증폭기(11 및 12)의 회로 구성에 대해서, 상세하게 설명한다.
도 2는 전력 증폭기(11)의 회로 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 전력 증폭기(11)는 입력 단자(115) 및 출력 단자(116)와, 증폭 소자(11A(제 1 증폭 소자) 및 11B(제 2 증폭 소자))와, 증폭 소자(11C)와, 출력 트랜스(변압기)(31)와, 커패시터(32)와, 단간 트랜스(비평형-평형 변환 소자)(33)를 가지고 있다.
증폭 소자(11C)의 입력 단자는 입력 단자(115)에 접속되고, 증폭 소자(11C)의 출력 단자는 단간 트랜스(33)의 비평형단자에 접속되어 있다. 단간 트랜스(33)의 일방의 평형 단자는 증폭 소자(11A)의 입력 단자에 접속되어 있고, 단간 트랜스(33)의 타방의 평형 단자는 증폭 소자(11B)의 입력 단자에 접속되어 있다.
입력 단자(115)로부터 입력된 고주파 신호는 증폭 소자(11C)에 바이어스 전압(Vcc1)이 인가된 상태에서 증폭 소자(11C)에 의해 증폭된다. 증폭된 고주파 신호는 단간 트랜스(33)에 의해 비평형-평형 변환된다. 이 때, 단간 트랜스(33)의 일방의 평형 단자로부터 비반전 입력 신호가 출력되고, 단간 트랜스(33)의 타방의 평형 단자로부터 반전 입력 신호가 출력된다.
출력 트랜스(31)는 1차측 코일(31a)(제 1 코일)과 2차측 코일(31b)(제 2 코일)로 구성되어 있다. 1차측 코일(31a)의 일단은 증폭 소자(11A)의 출력 단자에 접속되어 있고, 1차측 코일(31a)의 타단은 증폭 소자(11B)의 출력 단자에 접속되어 있다. 또한, 1차측 코일(31a)의 중점에는 바이어스 전압(Vcc2)이 공급된다. 2차측 코일(31b)의 일단은 출력 단자(116)에 접속되고, 2차측 코일(31b)의 타단은 그라운드에 접속되어 있다. 바꿔 말하면, 출력 트랜스(31)는 증폭 소자(11A)의 출력 단자 및 증폭 소자(11B)의 출력 단자와, 출력 단자(116) 사이에 접속되어 있다.
커패시터(32)는 증폭 소자(11A)의 출력 단자와 증폭 소자(11B)의 출력 단자 사이에 접속되어 있다.
증폭 소자(11A)에 의해 증폭된 비반전 입력 신호와, 증폭 소자(11B)에 의해 증폭된 반전 입력 신호는 역위상을 유지한 채, 출력 트랜스(31) 및 커패시터(32)에 의해 임피던스 변환된다. 즉, 출력 단자(116)에 있어서의 전력 증폭기(11)의 출력 임피던스는 출력 트랜스(31) 및 커패시터(32)에 의해, 도 1에 나타낸 스위치(51), 송신 필터(61T 및 62T)의 입력 임피던스와 임피던스 정합된다. 또한, 출력 단자(116)와 2차측 코일(31b)을 연결하는 경로와 그라운드 사이에 접속된 용량 소자도, 상기 임피던스 정합에 기여하고 있다. 또한, 상기 용량 소자는 출력 단자(116)와 2차측 코일(31b)을 연결하는 경로에 직렬 배치되어 있어도 좋고, 또한 상기 용량 소자는 없어도 좋다.
전력 증폭기(11)의 회로 구성에 의하면, 증폭 소자(11A 및 11B)가 반전 위상에 의해 동작한다. 이 때, 증폭 소자(11A 및 11B)의 기본파에서의 전류가 반전 위상, 즉 역방향으로 흐르기 때문에, 증폭 소자(11A 및 11B)로부터 대략 등거리에 배치된 그라운드 배선 및 전원 배선에는 기본파의 전류는 흐르지 않게 된다. 이 때문에, 상기 배선에의 불필요한 전류의 흘러들어감을 무시할 수 있으므로, 종래의 전력 증폭기에 보여지는 전력 이득(파워 게인)의 저하를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 증폭 소자(11A 및 11B)에서 증폭된 비반전 신호와 반전 신호가 합성되므로, 양 신호에 마찬가지로 중첩된 노이즈 성분을 상쇄할 수 있고, 예를 들면 고조파 성분 등의 불요파를 저감시킬 수 있다.
또한, 증폭 소자(11C)는 전력 증폭기(11)에 필수적인 구성요소는 아니다. 또한, 비평형 입력 신호를 비반전 입력 신호 및 반전 입력 신호로 변환하는 수단은 단간 트랜스(33)에 한정되지 않는다. 또한, 커패시터(32)는 임피던스 정합에 있어서 필수적인 구성요소는 아니다.
또한 증폭 소자(11A, 11B, 11C), 저잡음 증폭기(21 및 22)는, 예를 들면 Si계의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 GaAs를 재료로 한 전계 효과형 트랜지스터(FET) 또는 헤테로바이폴라 트랜지스터(HBT) 등으로 구성되어 있다.
또한, 전력 증폭기(12)는 입력 단자(125) 및 출력 단자(126)와, 증폭 소자(12A 및 12B)와, 증폭 소자(12C)와, 출력 트랜스(36)와, 커패시터(37)와, 단간 트랜스(38)를 가지고 있고, 회로 구성은 도 2에 나타낸 전력 증폭기(11)의 회로 구성과 같다.
여기에서, 상기 고주파 모듈(1)을 1개의 실장 기판 상에 실장하는 경우, 전력 증폭기(11 및 12)를 구성하는 회로 소자(증폭 소자(11A∼11C, 12A∼12C), 단간 트랜스(33 및 38), 출력 트랜스(31 및 36), 커패시터(32 및 37)의 점수가 많기 때문에, 고주파 모듈(1)이 대형화해버린다. 또한, 소형화하기 위해 고밀도 실장하면, 전력 증폭기(11 또는 12)로부터 출력된 고출력의 송신 신호가 고주파 모듈(1)을 구성하는 회로 부품의 적어도 1개와, 자계 결합, 전계 결합 또는 전자계 결합하고, 또는 2개의 증폭 소자 사이에서 자계 결합, 전계 결합 또는 전자계 결합함으로써 고주파 모듈(1)을 전송하는 고주파 신호의 전송 손실이 증대한다는 문제가 발생한다.
이에 대하여, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)에서는 전력 증폭기(11 및 12)와, 다른 회로 부품이 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제하면서, 고주파 모듈(1)을 소형화하는 구성을 가지고 있다. 이하에서는, 상기 전계 결합, 상기 자계 결합 또는 전자계 결합의 억제와 소형화를 양립시킨 고주파 모듈(1)의 구성에 대해서 설명한다.
[2. 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)의 회로 소자 배치 구성]
도 3a는 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 3b는 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)의 단면 구성 개략도이며, 구체적으로는 도 3a의 IIIB-IIIB선에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 3a의 (a)에는 모듈 기판(91)의 서로 대향하는 주면(91a 및 91b) 중, 주면(91a)을 z축 정방향측으로부터 본 경우의 회로 소자의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 3a의 (b)에는 주면(91b)을 z축 정방향측으로부터 본 경우의 회로 소자의 배치를 투시한 도가 나타내어져 있다. 또한, 도 3a에는 모듈 기판(91) 내에 형성된 출력 트랜스(31 및 36)가 파선으로 나타내어져 있다.
실시예에 의한 고주파 모듈(1A)은 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)을 구성하는 각 회로 소자의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)은 도 1에 나타내어진 회로 구성에 추가해서, 모듈 기판(91)과 수지 부재(92 및 93)를 추가로 가지고 있다.
모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a)(제 1 주면) 및 주면(91b)(제 2 주면)을 가지고, 상기 송신 회로 및 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, 고온 동시 소성 세라믹스(High Temperature Co-fired Ceramics: HTCC) 기판, 부품 내장 기판, 재배선층(Redistribution Layer: RDL)을 갖는 기판, 또는 프린트 기판 등이 사용된다. 또한, 모듈 기판(91) 상에, 안테나 접속 단자(100), 송신 입력 단자(111 및 112), 수신 출력 단자(121 및 122), 입력 단자(115 및 125) 및 출력 단자(116 및 126)가 형성되어 있어도 좋다.
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 있으며, 상기 송신 회로 및 상기 수신 회로를 구성하는 회로 소자의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 가지고 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 있으며, 상기 송신 회로 및 상기 수신 회로를 구성하는 회로 소자의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 가지고 있다. 또한, 수지 부재(92 및 93)는 본 발명에 의한 고주파 모듈에 필수 구성요소는 아니다.
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B), 커패시터(32 및 37), 듀플렉서(61 및 62), 필터(63), 정합 회로(41 및 42) 및 다이플렉서(60)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 한편, 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51, 52, 53 및 54)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다. 또한, 출력 트랜스(31 및 36)는 모듈 기판(91)에 내장 형성되어 있다. 또한, 정합 회로(71∼73) 및 단간 트랜스(33 및 38)는 도 3a 및 도 3b에는 도시되어 있지 않지만, 모듈 기판(91)의 주면(91a 및 91b) 중 어느 하나에 표면 실장되어 있어도 좋고, 또한 모듈 기판(91)에 내장되어 있어도 좋다.
또한, 도 3a에는 도시하고 있지 않지만, 도 1에 나타내어진 송신 경로(AT, BT 및 CT) 및 수신 경로(AR, BR 및 CR)를 구성하는 배선은 모듈 기판(91)의 내부, 주면(91a 및 91b)에 형성되어 있다. 또한, 상기 배선은 양단이 주면(91a, 91b) 및 고주파 모듈(1A)을 구성하는 회로 소자 중 어느 하나에 접합된 본딩 와이어이어도 좋고, 또한 고주파 모듈(1A)을 구성하는 회로 소자의 표면에 형성된 단자, 전극 또는 배선이어도 좋다.
본 실시예에서는 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51, 52, 53 및 54)는 제 1 회로 부품이며, 주면(91b)에 배치되어 있다. 한편, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)는 주면(91a)에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)과 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 양면에 배치되어 있다. 따라서, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모두 모듈 기판(91)의 한쪽 면에 배치된 구성과 비교해서, 고주파 모듈(1)을 소형화할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있음으로써, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 출력된 송신 신호가 제 1 회로 부품과 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 송신 신호의 전송 손실이 저감된 소형의 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 출력된 송신 신호가 제 1 회로 부품과 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있으므로, 통신 밴드(A, B 또는 C)의 송신 신호가, 예를 들면 송신 필터(61T 또는 62T) 및 스위치(54)를 경유하지 않고, 수신 경로(AR, BR 또는 CR)에 유입되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 발생하는 고조파, 또한 전력 증폭기(11)에서 증폭된 송신 신호와 전력 증폭기(12)에서 증폭된 송신 신호의 상호 변조 변형의 불요파가 수신 경로(AR, BR 또는 CR)에 유입하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 송신 회로와 수신 회로의 아이솔레이션이 향상되므로, 상기 송신 신호, 고조파, 및 상호 변조 변형의 불요파가 수신 경로에 유입되어 수신 감도를 저하시켜버리는 것을 억제할 수 있다.
또한 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는, 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51∼54)는 1개의 반도체 IC(10)에 형성되어 있어도 좋다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51, 52, 53 및 54)가 주면(91b)에 배치되어 있는 구성으로 했지만, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)가 주면(91a)에 배치되고, 제 1 회로 부품의 적어도 1개가 주면(91b)에 배치되어 있으면 좋다. 예를 들면, 스위치(51, 52, 53 및 54)의 적어도 1개가 제 1 회로 부품인 경우에는, 저잡음 증폭기(21 및 22)는 주면(91a)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 모든 제 1 회로 부품이 동일 주면에 배치된 구성을 갖는 고주파 모듈과 비교해서, 상기 송신 신호의 전송 손실이 저감된 소형의 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 제 1 회로 부품으로서는,
(1) 저잡음 증폭기(21 또는 22),
(2) 정합 회로(41)의 인덕터 또는 정합 회로(42)의 인덕터,
(3) 스위치(51∼54) 중 어느 하나,
(4) 송신 필터(61T, 62T), 수신 필터(61R, 62R) 및 필터(63) 중 어느 하나,
(5) 다이플렉서(60), 및
(6) 커패시터(32 또는 37)
중 적어도 1개이면 좋다.
또한, 모듈 기판(91)은 복수의 유전체층이 적층된 다층 구조를 가지고, 상기 복수의 유전체층의 적어도 1개에는 그라운드 전극층(95g) 패턴이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 모듈 기판(91)의 전자계 차폐 기능이 향상된다.
또한, 상기 (1)∼(6)에 나타내어진 회로 부품 중, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되는 제 1 회로 부품은 수신 경로(AR, BR 또는 CR)에 배치된 회로 부품이어도 좋다. 즉, 제 1 회로 부품은 (1) 저잡음 증폭기(21 또는 22), (2) 정합 회로(41)의 인덕터 또는 정합 회로(42)의 인덕터, (3) 스위치(53 또는 54), (4) 수신 필터(61R, 62R) 및 필터(63) 중 어느 하나, 및 (5) 다이플렉서(60) 중 어느 하나이어도 좋다. 이 경우, 도 3a에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 주면(91b)에 배치된 상기 제 1 회로 부품과 출력 트랜스(31 및 36)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이에 따라, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 출력되어, 출력 트랜스(31 및 36)를 전송하는 송신 신호가 수신 경로에 배치된 제 1 회로 부품과 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)와 수신 회로의 아이솔레이션이 향상되므로, 상기 송신 신호, 고조파, 및 상호 변조 변형의 불요파가 수신 경로에 유입되어 수신 감도를 저하시켜버리는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 (1)∼(6)에 나타내어진 회로 부품 중, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되는 제 1 회로 부품은 (1) 저잡음 증폭기(21 또는 22)인 것이 더욱 바람직하다. 또한 이 경우, 도 3a에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 주면(91b)에 배치된 저잡음 증폭기(21 및 22)와 출력 트랜스(31 및 36)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이에 따라, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 출력되어, 출력 트랜스(31 및 36)를 전송하는 송신 신호가 저잡음 증폭기(21 또는 22)와 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)와 저잡음 증폭기(21 또는 22)의 아이솔레이션이 향상되므로, 상기 송신 신호, 고조파 및 상호 변조 변형의 불요파가 수신 경로에 유입되어 수신 감도를 저하시켜버리는 것을 한층 더 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 도 3a에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 증폭 소자(11A 및 11B)와 출력 트랜스(31)는 겹치지 않고, 또한 증폭 소자(12A 및 12B)와 출력 트랜스(36)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이에 따라, 증폭 소자(11A 및 11B)와 출력 트랜스(31)의 2차측 코일(31b)이 불필요하게 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있고, 또한 증폭 소자(12A 및 12B)와 출력 트랜스(36)의 2차측 코일(36b)이 불필요하게 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)의 임피던스 정합도가 저하해서, 전송 손실이 증가하는 것 및 불요파가 증가하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 모듈 기판(91)의 주면(91b) 측에 복수의 외부 접속 단자(150)가 배치되어 있다. 고주파 모듈(1A)은 고주파 모듈(1A)의 z축 부방향측으로 배치되는 외부 기판과, 복수의 외부 접속 단자(150)를 경유해서 전기 신호의 주고받음를 행한다. 또한, 복수의 외부 접속 단자(150)의 몇 개는 외부 기판의 그라운드 전위에 설정된다. 주면(91a 및 91b) 중, 외부 기판과 대향하는 주면(91b)에는 저배화가 곤란한 전력 증폭기(11 및 12)가 배치되지 않고, 저배화가 용이한 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51∼54)가 배치되어 있으므로, 고주파 모듈(1A) 전체를 저배화하는 것이 가능해진다. 또한, 수신 회로의 수신 감도에 크게 영향을 주는 저잡음 증폭기(21 및 22)의 주위에, 그라운드 전극층(95g)으로서 적용되는 외부 접속 단자(150)가 복수 배치되므로 수신 회로의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 외부 접속 단자(150)는 도 3a 및 3b에 나타내는 바와 같이 수지 부재(93)를 z축방향으로 관통하는 주상 전극이어도 좋고, 또한 도 3c에 나타내어진 변형예 1에 의한 고주파 모듈(1b)과 같이, 외부 접속 단자(150)는 주면(91b) 상에 형성된 범프 전극(151)이어도 좋다. 이 경우에는, 주면(91b)측의 수지 부재(93)는 없어도 좋다.
또한, 전력 증폭기(11 및 12)는 고주파 모듈(1A)이 갖는 회로 부품 중에서 발열량이 큰 부품이다. 고주파 모듈(1A)의 방열성을 향상시키기 위해서는 전력 증폭기(11 및 12)의 발열을, 작은 열저항을 갖는 방열 경로에서 외부 기판으로 방열하는 것이 중요하다. 만일, 전력 증폭기(11 및 12)를 주면(91b)에 실장한 경우, 전력 증폭기(11 및 12)에 접속되는 전극 배선은 주면(91b) 상에 배치된다. 이 때문에, 방열 경로로서는 주면(91b) 상의(xy 평면방향을 따른) 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 포함하는 것이 된다. 상기 평면 배선 패턴은 금속 박막으로 형성되기 때문에 열저항이 크다. 이 때문에, 전력 증폭기(11 및 12)를 주면(91b) 상에 배치한 경우에는 방열성이 저하해버린다.
이에 대하여, 본 실시예와 같이, 전력 증폭기(11 및 12)를 주면(91a)에 실장한 경우, 주면(91a)과 주면(91b) 사이를 관통하는 관통 전극을 통해서, 전력 증폭기(11 및 12)와 외부 접속 단자(150)를 접속할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)의 방열 경로로서, 모듈 기판(91) 내의 배선 중 열저항이 큰 xy 평면방향을 따른 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)로부터의 외부 기판에의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈(1A)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(1A)의 방열성을 향상시키는 상기 구성에 의하면, 전력 증폭기(11 및 12)와 z축방향에 대향하는 영역에는 방열을 목적으로 하는 관통 전극 및 외부 접속 단자 등이 배치되기 때문에, 회로 부품이 배치되지 않는 것이 바람직하다. 이 관점에서도, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 증폭 소자(11A 및 11B)와 출력 트랜스(31)는 겹치지 않고, 또한 증폭 소자(12A 및 12B)와 출력 트랜스(36)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는, 출력 트랜스(31 및 36)는 주면(91a)과 주면(91b) 사이의 모듈 기판(91)의 내부에 형성되어 있다. 이것에 의하면, 출력 트랜스(31 및 36)를 주면(91a) 또는 주면(91b) 상에 배치할 필요가 없으므로, 고주파 모듈(1A)의 면적 절약화가 도모된다. 또한, 모듈 기판(91)의 내부에 형성된 출력 트랜스(31)는, 예를 들면 1차측 코일(31a) 및 2차측 코일(31b)이 각각 xy평면 방향을 따른 평면 배선 패턴(31p)으로 형성되어 있다. 평면 배선 패턴(31p)으로 형성된 1차측 코일(31a)과 2차측 코일(31b)은 xy 평면 내에서 대향 배치, 또는 z축방향으로 대향 배치됨으로써 소정의 자기 결합을 가지고 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)은 xy 평면방향으로 평행한 방향을 따라 주면(91b) 상에 형성된 그라운드 전극층(95g)을 가지고 있다. 여기에서, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 출력 트랜스(31 및 36)에 대하여 주면(91a 및 91b)측의 쌍방에 있어서의 영역으로서 출력 트랜스(31 및 36)의 형성 영역(30)과 겹치는 영역에는 그라운드 전극층(95g)은 형성되지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 출력 트랜스(31 및 36)와 그라운드 전극층(95g)의 거리를 크게 확보하는 것이 가능해지기 때문에, 전력 증폭기(11 및 12)를 전송하는 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 출력 트랜스(31 및 36)에 대하여 주면(91a 및 91b)측의 쌍방에 있어서, 출력 트랜스(31 및 36)의 형성 영역(30)과 겹치는 영역에는 그라운드 전극층(95g)은 형성되어 있지 않지만, 주면(91a 및 91b)측의 어느 일방에 있어서, 출력 트랜스(31 및 36)의 형성 영역(30)과 겹치는 영역에 그라운드 전극층(95g)이 형성되어 있지 않은 구성이어도 좋다. 이 경우에도, 전력 증폭기(11 및 12)를 전송하는 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31 및 36)의 형성 영역과 겹치는 주면(91a) 상의 영역 및 주면(91b) 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않은 것이 바람직하다.
출력 트랜스(31 및 36)는 각각 전력 증폭기(11 및 12)에서 증폭된 고출력의 송신 신호를 전송하기 위해서, 출력 트랜스(31 및 36)를 구성하는 인덕터의 Q값은 높은 것이 바람직하다. 상기 평면에서 볼 때에 출력 트랜스(31 및 36)와 겹치는 영역에 회로 부품이 있으면, 상기 인덕터가 형성하는 전자계가 상기 회로 부품에 의해 영향을 받아 상기 인덕터의 Q값이 저하하고, 출력 트랜스(31 및 36)로부터 출력되는 송신 신호의 전력이 저하한다. 이에 대하여, 상기 구성에 의하면 전력 증폭기(11 및 12)의 증폭 성능의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 출력 트랜스(31 및 36)는 주면(91a)과 주면(91b) 사이의 모듈 기판(91)의 내부이며 주면(91a)에 가까이 형성되어 있다. 이 경우에는 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31 및 36)의 형성 영역과 겹치는 주면(91a)의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않고, 출력 트랜스(31 및 36)의 형성 영역과 겹치는 주면(91b)의 영역에는 회로 부품(도시하지 않음)은 배치되어 있어도 좋다.
이 경우에도, 출력 트랜스(31 및 36)에 의해 근접하는 주면(91a)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31 및 36)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
도 4a는 변형예 2에 의한 고주파 모듈(1C)에 있어서의 출력 트랜스(31)의 배치를 나타내는 단면 구성 개략도이다. 동 도면에는 변형예 2에 의한 고주파 모듈(1C)의 단면 구성 중, 출력 트랜스(31)의 배치가 기재되어 있다. 또한, 고주파 모듈(1C)이 구비하는 출력 트랜스(31) 이외의 회로 부품의 배치 구성은 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 같다. 고주파 모듈(1C)에 있어서, 출력 트랜스(31)는 주면(91a)과 주면(91b) 사이의 모듈 기판(91)의 내부이며 주면(91b)에 가까이 형성되어 있다. 이 경우에는 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31)의 형성 영역과 겹치는 주면(91b)의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않고, 출력 트랜스(31)의 형성 영역과 겹치는 주면(91a)의 영역에는 회로 부품(도시하지 않음)은 배치되어 있어도 좋다.
이 경우에도, 출력 트랜스(31)에 의해 근접하는 주면(91b)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
도 4b는 변형예 3에 의한 고주파 모듈(1D)에 있어서의 출력 트랜스(31)의 배치를 나타내는 단면 구성 개략도이다. 동 도면에는 변형예 3에 의한 고주파 모듈(1D)의 단면 구성 중, 출력 트랜스(31)의 배치가 기재되어 있다. 또한, 고주파 모듈(1D)이 구비하는 출력 트랜스(31) 이외의 회로 부품의 배치 구성은 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 같다. 고주파 모듈(1D)에 있어서, 출력 트랜스(31)는 주면(91b)에 배치되어 있다. 출력 트랜스(31)는, 예를 들면 칩 상의 인덕터 및 커패시터 등이다. 이 경우에는 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31)의 형성 영역과 겹치는 주면(91a)의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 주면(91a)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
도 4c는 변형예 4에 의한 고주파 모듈(1E)에 있어서의 출력 트랜스(31)의 배치를 나타내는 단면 구성 개략도이다. 동 도면에는 변형예 4에 의한 고주파 모듈(1E)의 단면 구성 중, 출력 트랜스(31)의 배치가 기재되어 있다. 또한, 고주파 모듈(1E)이 구비하는 출력 트랜스(31) 이외의 회로 부품의 배치 구성은 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 같다. 고주파 모듈(1E)에 있어서, 출력 트랜스(31)는 주면(91a)에 배치되어 있다. 출력 트랜스(31)는, 예를 들면 칩 상의 인덕터 및 커패시터 등이다. 이 경우에는 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31)의 형성 영역과 겹치는 주면(91b)의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 주면(91b)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 출력 트랜스(31)의 형성 영역이란 이하와 같이 정의된다. 출력 트랜스(31)의 형성 영역은 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 1차측 코일의 형성 영역과 2차측 코일의 형성 영역을 포함하는 최소 영역이다.
또한, 출력 트랜스(31)의 형성 영역(30)은 이하와 같이 정의된다. 출력 트랜스(31)의 형성 영역(30)이란 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 1차측 코일(31a)의 형성 영역과 2차측 코일(31b)의 형성 영역을 포함하는 최소 영역이다.
여기에서, 2차측 코일(31b)은 1차측 코일(31a)을 따라 설치되고, 1차측 코일(31a)과의 제 1 거리가 대략 일정 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다. 이 때, 상기 구간의 양측에 위치하는 배선 도체는 1차측 코일(31a)과의 거리가 제 1 거리보다 큰 제 2 거리이며, 2차측 코일(31b)의 일단 및 타단은 배선 도체의 1차측 코일(31a)까지의 거리가 제 1 거리로부터 제 2 거리로 변화되는 지점이다. 또한, 1차측 코일(31a)은 2차측 코일(31b)을 따라 설치되고, 2차측 코일(31b)과의 제 1 거리가 대략 일정 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다. 이 때, 상기 구간의 양측에 위치하는 배선 도체는 2차측 코일(31b)과의 거리가 제 1 거리보다 큰 제 2 거리이며, 1차측 코일(31a)의 일단 및 타단은 배선 도체의 2차측 코일(31b)까지의 거리가 제 1 거리로부터 제 2 거리로 변화되는 지점이다.
또는, 2차측 코일(31b)은 1차측 코일(31a)을 따라 설치되고, 선폭이 대략 일정한 제 1 폭을 갖는 제 1 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다. 또한, 1차측 코일(31a)은 2차측 코일(31b)을 따라 설치되고, 선폭이 대략 일정한 제 1 폭을 갖는 제 1 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다.
또는, 2차측 코일(31b)은 1차측 코일(31a)을 따라 설치되고, 막 두께가 대략 일정한 제 1 막 두께를 갖는 제 1 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다. 또한, 1차측 코일(31a)은 2차측 코일(31b)을 따라 설치되고, 막 두께가 대략 일정한 제 1 막 두께를 갖는 제 1 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다.
또는, 2차측 코일(31b)은 1차측 코일(31a)을 따라 설치되고, 1차측 코일(31a)과의 결합도가 대략 일정한 제 1 결합도를 갖는 제 1 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다. 또한, 1차측 코일(31a)은 2차측 코일(31b)을 따라 설치되고, 2차측 코일(31b)과의 결합도가 대략 일정한 제 1 결합도를 갖는 제 1 구간에 배치된 배선 도체로 정의된다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 도 3a에 나타내는 바와 같이 스위치(51)는 주면(91b)에 배치되고, 듀플렉서(61 및 62)는 주면(91a)에 배치되어 있다.
이것에 의하면, 스위치(51)와 듀플렉서(61 및 62)가 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있으므로, 스위치(51)를 통과하는 고출력의 송신 신호가 송신 필터(61T 및 62T)를 통하지 않고 수신 필터(61R 및 62R)에 유입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 수신 경로(AR 및 BR)에 있어서의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이 듀플렉서(61 및 62)는 주면(91a)에 배치되고, 저잡음 증폭기(21)는 주면(91b)에 배치되고, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 듀플렉서(61 및 62)와 저잡음 증폭기(21)는 적어도 일부 겹쳐 있다.
이것에 의하면, 듀플렉서(61 및 62)와 저잡음 증폭기(21)를 연결하는 배선을 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
[3. 변형예 5에 의한 고주파 모듈(1F) 및 통신 장치(5F)의 회로 구성]
도 5는 변형예 5에 의한 고주파 모듈(1F) 및 통신 장치(5F)의 회로 구성도이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 통신 장치(5F)는 고주파 모듈(1F)과, 안테나(2)와, RFIC(3)와, BBIC(4)를 구비한다. 본 변형예에 의한 통신 장치(5F)는 실시예에 의한 통신 장치(5)와 비교해서, 고주파 모듈(1F)의 구성만이 상이하다. 따라서, 이하에서는 본 변형예에 의한 통신 장치(5F)에 대해서, 고주파 모듈(1F)의 구성을 중심으로 설명한다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 고주파 모듈(1F)은 안테나 접속 단자(100)와, 전력 증폭기(11 및 12)와, 저잡음 증폭기(21 및 22)와, 송신 필터(61T 및 62T)와, 수신 필터(61R 및 62R)와, 필터(63)와, 수신 입력 정합 회로(40)와, 정합 회로(71, 72 및 73)와, 스위치(51, 52, 53, 54, 55 및 56)와, 다이플렉서(60)를 구비한다. 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1F)은 실시예에 의한 고주파 모듈(1)과 비교해서, 스위치(55 및 56)가 부가되어 있는 점이 상이하다. 이하, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1F)에 대해서, 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)과 같은 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.
전력 증폭기(11)는 송신 입력 단자(111a 및 111b)로부터 입력된 제 1 주파수 대역군에 속하는 통신 밴드(A)(제 1 통신 밴드) 및 통신 밴드(B)(제 2 통신 밴드)의 고주파 신호를 증폭한다. 또한, 전력 증폭기(12)는 송신 입력 단자(112a 및 112b)로부터 입력된 제 1 주파수 대역군과 주파수가 상이한 제 2 주파수 대역군에 속하는 통신 밴드(C)의 고주파 신호를 증폭하는 차동 증폭형의 증폭기이다.
스위치(55)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(55)의 공통 단자는 전력 증폭기(11)의 입력 단자(115)에 접속되어 있다. 스위치(55)의 일방의 선택 단자는 송신 입력 단자(111a)에 접속되고, 타방의 선택 단자는 송신 입력 단자(111b)에 접속되어 있다. 스위치(55)는 전력 증폭기(11)의 입력 단자측에 배치된 스위치이다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(55)는 전력 증폭기(11)와 송신 입력 단자(111a)의 접속, 및 전력 증폭기(11)와 송신 입력 단자(111b)의 접속을 스위칭한다. 스위치(55)는, 예를 들면 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(56)는 공통 단자, 및 2개의 선택 단자를 갖는다. 스위치(56)의 공통 단자는 전력 증폭기(12)의 입력 단자(125)에 접속되어 있다. 스위치(56)의 일방의 선택 단자는 송신 입력 단자(112a)에 접속되고, 타방의 선택 단자는 송신 입력 단자(112b)에 접속되어 있다. 스위치(56)는 전력 증폭기(12)의 입력 단자측에 배치된 스위치이다. 이 접속 구성에 있어서, 스위치(56)는 전력 증폭기(12)와 송신 입력 단자(112a)의 접속, 및 전력 증폭기(12)와 송신 입력 단자(112b)의 접속을 스위칭한다. 스위치(56)는, 예를 들면 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
송신 입력 단자(111a)로부터는 예를 들면 통신 밴드(A)의 송신 신호가 입력되고, 송신 입력 단자(111b)로부터는 예를 들면 통신 밴드(B)의 송신 신호가 입력된다. 또한, 송신 입력 단자(112a 및 112b)로부터는 예를 들면 통신 밴드(C)의 송신 신호가 입력된다.
또한, 송신 입력 단자(111a)로부터는 예를 들면 제 4 세대 이동통신 시스템(4G)에 있어서의 통신 밴드(A 또는 B)의 송신 신호가 입력되고, 송신 입력 단자(111b)로부터는 예를 들면 제 5 세대 이동통신 시스템(5G)에 있어서의 통신 밴드(A 또는 B)의 송신 신호가 입력되어도 좋다. 또한, 송신 입력 단자(112a)로부터는 예를 들면 4G에 있어서의 통신 밴드(C)의 송신 신호가 입력되고, 송신 입력 단자(112b)로부터는 예를 들면 5G에 있어서의 통신 밴드(C)의 송신 신호가 입력되어도 좋다.
또한, 스위치(55 및 56)는 공통 단자가 송신 입력 단자(111a, 111b, 112a 및 112b) 중 어느 하나의 송신 입력 단자(제 1 송신 입력 단자라고 함)에 접속되고, 일방의 선택 단자가 전력 증폭기(11)의 입력 단자(115)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 전력 증폭기(12)의 입력 단자(125)에 접속된 1개의 SPDT형의 스위치 회로이어도 좋다.
이 경우에는, 제 1 송신 입력 단자로부터는 예를 들면 통신 밴드(A), 통신 밴드(B) 및 통신 밴드(C) 중 어느 1개의 송신 신호가 선택적으로 입력되고, 스위치(55 및 56)가 합성된 SPDT형의 스위치 회로는 입력된 송신 신호에 따라, 제 1 송신 입력 단자와 전력 증폭기(11)의 접속, 및 제 1 송신 입력 단자와 전력 증폭기(12)의 접속을 스위칭한다. 또한, 제 1 송신 입력 단자로부터는 예를 들면 4G의 송신 신호와 5G의 송신 신호가 입력되고, 상기 스위치 회로는 입력된 송신 신호를 따라, 제 1 송신 입력 단자와 전력 증폭기(11)의 접속, 및 제 1 송신 입력 단자와 전력 증폭기(12)의 접속을 스위칭해도 좋다.
또한, 스위치(55 및 56)는 2개의 공통 단자와 2개의 선택 단자를 갖는 1개의 DPDT(Double Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우에는 제 1 송신 입력 단자가 일방의 공통 단자와 접속되고, 제 2 송신 입력 단자가 타방의 공통 단자와 접속된다. 또한, 일방의 선택 단자가 전력 증폭기(11)에 접속되고, 타방의 선택 단자가 전력 증폭기(12)에 접속된다. 이 접속 구성에 있어서, 상기 스위치 회로는 일방의 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속, 및 일방의 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속을 스위칭하고, 또한 타방의 공통 단자와 일방의 선택 단자의 접속, 및 타방의 공통 단자와 타방의 선택 단자의 접속을 스위칭한다.
이 경우에는, 예를 들면 제 1 송신 입력 단자로부터 통신 밴드(A 또는 B)의 송신 신호가 입력되고, 제 2 송신 입력 단자로부터 통신 밴드(C)의 송신 신호가 입력된다. 또한, 예를 들면 제 1 송신 입력 단자로부터 4G의 송신 신호가 입력되고, 제 2 송신 입력 단자로부터 5G의 송신 신호가 입력되어도 좋다.
송신 경로(AT)의 일단은 스위치(55)에 접속되고, 송신 경로(AT)의 타단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다. 송신 경로(BT)의 일단은 스위치(55)에 접속되고, 송신 경로(BT)의 타단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다. 송신 경로(CT)의 일단은 스위치(56)에 접속되고, 송신 경로(CT)의 타단은 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있다.
고주파 모듈(1F)의 구성에 있어서, 스위치(55), 전력 증폭기(11), 스위치(51), 송신 필터(61T), 정합 회로(71), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(100)를 향해서 통신 밴드(A)의 송신 신호를 전송하는 제 1 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(71), 수신 필터(61R), 스위치(52), 정합 회로(41) 및 저잡음 증폭기(21)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해서 통신 밴드(A)의 수신 신호를 전송하는 제 1 수신 회로를 구성한다.
또한, 스위치(55), 전력 증폭기(11), 스위치(51), 송신 필터(62T), 정합 회로(72), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(100)를 향해서 통신 밴드(B)의 송신 신호를 전송하는 제 2 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(72), 수신 필터(62R), 스위치(52), 정합 회로(41) 및 저잡음 증폭기(21)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해서 통신 밴드(B)의 수신 신호를 전송하는 제 2 수신 회로를 구성한다.
또한, 스위치(56), 전력 증폭기(12), 스위치(53), 필터(63), 정합 회로(73), 스위치(54) 및 필터(60L)는 안테나 접속 단자(100)를 향해서 통신 밴드(C)의 송신 신호를 전송하는 제 3 송신 회로를 구성한다. 또한, 필터(60L), 스위치(54), 정합 회로(73), 필터(63), 스위치(53), 정합 회로(42) 및 저잡음 증폭기(22)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해서 통신 밴드(C)의 수신 신호를 전송하는 제 3 수신 회로를 구성한다.
상기 회로 구성에 의하면, 고주파 모듈(1F)은 통신 밴드(A) 및 통신 밴드(B) 중 어느 하나의 통신 밴드의 고주파 신호와, 통신 밴드(C)의 고주파 신호를 동시 송신, 동시 수신 및 동시 송수신 중 적어도 어느 하나에서 실행하는 것이 가능하다.
[4. 변형예 6에 의한 고주파 모듈(1G)의 회로 소자 배치 구성]
도 6a는 변형예 6에 의한 고주파 모듈(1G)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 6b는 변형예 6에 의한 고주파 모듈(1G)의 단면 구성 개략도이며, 구체적으로는 도 6a의 VIB-VIB선에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 6a의 (a)에는 모듈 기판(91)의 서로 대향하는 주면(91a 및 91b) 중, 주면(91a)을 z축 정방향측으로부터 본 경우의 회로 소자의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 6a의 (b)에는 주면(91b)을 z축 정방향측으로부터 본 경우의 회로 소자의 배치를 투시한 도면이 나타내어져 있다.
변형예 6에 의한 고주파 모듈(1G)은 변형예 5에 의한 고주파 모듈(1F)을 구성하는 각 회로 소자의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
본 변형예에 의한 고주파 모듈(1G)은 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 비교해서, 고주파 모듈(1G)을 구성하는 회로 소자의 배치 구성이 상이하다. 이하, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1G)에 대해서, 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 같은 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도 6a 및 도 6b에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1G)에서는 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B), 단간 트랜스(33 및 38), 커패시터(32 및 37), 듀플렉서(61 및 62), 필터(63), 정합 회로(71, 72 및 73) 및 스위치(54, 55 및 56)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)에 표면 실장되어 있다. 한편, 저잡음 증폭기(21 및 22), 출력 트랜스(31 및 36), 정합 회로(41 및 42), 스위치(51, 52 및 53) 및 다이플렉서(60)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)에 표면 실장되어 있다.
본 변형예에서는 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(51, 52 및 53)는 제 1 회로 부품이며, 주면(91b)에 배치되어 있다. 한편, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)는 주면(91a)에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 양면에 배치되어 있다. 따라서, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모두 모듈 기판(91)의 한쪽 면에 배치된 구성과 비교해서, 고주파 모듈(1G)을 소형화할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있음으로써, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 출력된 송신 신호가 제 1 회로 부품과 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 송신 신호의 전송 손실이 저감된 소형의 고주파 모듈(1G)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)가 주면(91b)에 배치되고, 제 1 회로 부품이 주면(91a)에 배치되어 있어도 좋다. 이것에 의해서도, 고주파 모듈(1G)을 소형화할 수 있고, 또한 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 출력된 송신 신호가 제 1 회로 부품과 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1G)에서는 도 6a에 나타내는 바와 같이 증폭 소자(11A, 11B) 및 단간 트랜스(33)가 1개의 반도체 IC(76)에 포함되어 있어도 좋다. 또한, 도 6a에 나타내는 바와 같이 증폭 소자(12A, 12B) 및 단간 트랜스(38)가 1개의 반도체 IC(77)에 포함되어 있어도 좋다.
이에 따라, 전력 증폭기(11)를 구성하는 증폭 소자(11A, 11B) 및 단간 트랜스(33)가 근접하고, 또한 전력 증폭기(12)를 구성하는 증폭 소자(12A, 12B) 및 단간 트랜스(38)가 근접하므로, 고주파 모듈(1G)을 소형화할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A 및 11B)와 단간 트랜스(33)를 연결하는 배선, 및 증폭 소자(12A 및 12B)와 단간 트랜스(38)를 연결하는 배선을 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1G)에서는 도 6a에 나타내는 바와 같이 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(52 및 53)가 1개의 반도체 IC(75)에 포함되어 있어도 좋다.
이에 따라, 수신 회로를 구성하는 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(52 및 53)가 근접하므로, 고주파 모듈(1G)을 소형화할 수 있다. 또한, 저잡음 증폭기(21 및 22)와 스위치(52 및 53)를 연결하는 배선을 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 저잡음 증폭기(21)와 스위치(52) 사이에 접속된 정합 회로(41), 및 저잡음 증폭기(21)와 스위치(52) 사이에 접속된 정합 회로(42)가 주면(91b)에 배치되고, 또한 반도체 IC(75)와 인접 배치되어 있어도 좋다.
이에 따라, 수신 회로를 구성하는 저잡음 증폭기(21 및 22), 스위치(52 및 53) 및 정합 회로(41 및 42)가 근접하므로, 고주파 모듈(1G)을 한층 더 소형화할 수 있다. 또한, 저잡음 증폭기(21 및 22)와 스위치(52 및 53)를 연결하는 배선을 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호의 전송 손실을 한층 더 저감시킬 수 있다.
또한, 정합 회로(41 및 42)가 주면(91b)에 배치되는 경우에는 정합 회로(41 및 42)를 구성하는 인덕터 또는 커패시터는, 예를 들면 Si 기판의 내부 또는 표면에 집적 실장된 집적형 수동 소자(IPD: Integrated Passive Device)인 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 정합 회로(41 및 42)를 저배화할 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1G)에서는 도 6a에 나타내는 바와 같이 스위치(55)와 반도체 IC(76)가 인접 배치되어 있다. 또한, 도 6a에 나타내는 바와 같이 스위치(56)와 반도체 IC(77)가 인접 배치되어 있다. 또한, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 스위치(55)와 겹치는 주면(91b)의 영역에 송신 입력 단자(111a 및 111b)의 적어도 일방이 배치되어 있어도 좋다. 또한, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 스위치(56)와 겹치는 주면(91b)의 영역에 송신 입력 단자(112a 및 112b)의 적어도 일방이 배치되어 있어도 좋다.
이에 따라, 상기 4개의 송신 입력 단자와 전력 증폭기(11 및 12)를 연결하는 송신 경로를 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 회로 소자(A)와 회로 소자(B)가 인접 배치되어 있다란 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 회로 소자(A)와 회로 소자(B) 사이에 다른 회로 소자가 배치되어 있지 않는 것을 가리킨다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1G)에서는 도 6a에 나타내는 바와 같이 듀플렉서(61 및 62)가 주면(91a)에 배치되어 있고, 출력 트랜스(31)가 주면(91b)에 배치되어 있어도 좋다. 이 때, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 그라운드 전극층(95g)과 출력 트랜스(31)는 적어도 일부 겹치고, 또한 그라운드 전극층(95g)과 듀플렉서(61 및 62) 중 적어도 1개는 적어도 일부 겹쳐 있는 것이 바람직하다. 또한, 그라운드 전극층(95g)은 주면(91a 및 91b)에 평행한 방향을 따라 모듈 기판(91)에 형성된 그라운드 전위에 설정된 도전 패턴이다.
이것에 의하면, 듀플렉서(61 및 62)와 출력 트랜스(31) 사이에 그라운드 전극층(95g)이 배치되어 있음으로써 출력 트랜스(31)로부터 출력되는 고출력의 송신 신호 및 그 고조파가 듀플렉서(61 및 62)를 통해서 수신 경로에 누설되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 듀플렉서(61 및 62)와 출력 트랜스(31)는 적어도 일부 겹쳐 있는 것이 바람직하다. 이에 따라, 듀플렉서(61 및 62)와 출력 트랜스(31)를 연결하는 송신 경로를 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
[5. 변형예 7에 의한 고주파 모듈(1H)의 회로 소자 배치 구성]
도 7a는 변형예 7에 의한 고주파 모듈(1H)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 7b는 변형예 7에 의한 고주파 모듈(1H)의 단면 구성 개략도이며, 구체적으로는 도 7a의 VIIB-VIIB선에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 7a의 (a)에는 모듈 기판(91)의 서로 대향하는 주면(91a 및 91b) 중, 주면(91a)을 z축 정방향측으로부터 본 경우의 회로 소자의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 7a의 (b)에는 주면(91b)을 z축 정방향측으로부터 본 경우의 회로 소자의 배치를 투시한 도가 나타내어져 있다. 또한, 도 7a에는 모듈 기판(91) 내에 형성된 출력 트랜스(31 및 36)가 파선으로 나타내어져 있다.
변형예 7에 의한 고주파 모듈(1H)은 변형예 5에 의한 고주파 모듈(1F)을 구성하는 각 회로 소자의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)은 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 비교해서, 고주파 모듈(1H)을 구성하는 회로 소자의 배치 구성이 상이하다. 이하, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에 대해서, 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 같은 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.
모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a)(제 2 주면) 및 주면(91b)(제 1 주면)을 가지고, 상기 송신 회로 및 상기 수신 회로를 실장하는 기판이다. 모듈 기판(91)으로서는, 예를 들면 복수의 유전체층의 적층 구조를 갖는 LTCC 기판, HTCC 기판, 부품 내장 기판, RDL을 갖는 기판 또는 프린트 기판 등이 사용된다.
도 7a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 커패시터(32 및 37), 듀플렉서(61 및 62), 필터(63), 정합 회로(41 및 42) 및 스위치(51 및 54)는 모듈 기판(91)의 주면(91a)(제 2 주면)에 표면 실장되어 있다. 한편, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B), 단간 트랜스(33 및 38), 저잡음 증폭기(21 및 22), 스위치(52 및 53) 및 다이플렉서(60)는 모듈 기판(91)의 주면(91b)(제 1 주면)에 표면 실장되어 있다. 또한, 출력 트랜스(31 및 36)는 모듈 기판(91)에 내장 형성되어 있다. 또한, 정합 회로(71∼73)는 도 7a 및 도 7b에는 도시되어 있지 않지만, 모듈 기판(91)의 주면(91a 및 91b) 중 어느 하나에 표면 실장되어 있어도 좋고, 또한 모듈 기판(91)에 내장되어 있어도 좋다.
본 변형예에서는 커패시터(32 및 37), 듀플렉서(61 및 62), 필터(63), 정합 회로(41 및 42) 및 스위치(51 및 54)는 제 1 회로 부품이며, 주면(91a)(제 2 주면)에 배치되어 있다. 한편, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)는 주면(91b)(제 1 주면)에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 양면에 배치되어 있다. 따라서, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모두 모듈 기판(91)의 한쪽 면에 배치된 구성과 비교해서, 고주파 모듈(1H)을 소형화할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있음으로써, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)로부터 출력된 송신 신호가 제 1 회로 부품과 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 송신 신호의 전송 손실이 저감된 소형의 고주파 모듈(1H)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 도 7a에 나타내는 바와 같이 증폭 소자(11A, 11B) 및 단간 트랜스(33)가 1개의 반도체 IC(76)에 포함되어 있어도 좋다. 또한, 도 7a에 나타내는 바와 같이 증폭 소자(12A, 12B) 및 단간 트랜스(38)가 1개의 반도체 IC(77)에 포함되어 있어도 좋다.
이에 따라, 전력, 증폭기(11)를 구성하는 증폭 소자(11A, 11B) 및 단간 트랜스(33)가 근접하고, 또한 전력 증폭기(12)를 구성하는 증폭 소자(12A, 12B) 및 단간 트랜스(38)가 근접하므로, 고주파 모듈(1H)을 소형화할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A 및 11B)와 단간 트랜스(33)를 연결하는 배선, 및 증폭 소자(12A 및 12B)와 단간 트랜스(38)를 연결하는 배선을 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 도 7a에 나타내는 바와 같이 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(52 및 53)가 1개의 반도체 IC(75)에 포함되어 있어도 좋다.
이에 따라, 수신 회로를 구성하는 저잡음 증폭기(21 및 22) 및 스위치(52 및 53)가 근접하므로, 고주파 모듈(1H)을 소형화할 수 있다. 또한, 저잡음 증폭기(21 및 22)와 스위치(52 및 53)를 연결하는 배선을 짧게 할 수 있으므로, 수신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 도 7a에 나타내는 바와 같이 스위치(55)및 반도체 IC(76)가 각각 주면(91a 및 91b)에 나누어 배치되어 있고, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 스위치(55)와 반도체 IC(76)가 적어도 일부 겹쳐 있어도 좋다. 이에 따라, 송신 입력 단자(111a 및 111b)와 전력 증폭기(11)를 연결하는 송신 경로를 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 도 7a에 나타내는 바와 같이 스위치(56) 및 반도체 IC(77)가 각각 주면(91a 및 91b)에 나누어 배치되어 있고, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 스위치(56)와 반도체 IC(77)가 적어도 일부 겹쳐 있어도 좋다. 이에 따라, 송신 입력 단자(112a 및 112b)와 전력 증폭기(12)를 연결하는 송신 경로를 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 도 7a에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 증폭 소자(11A 및 11B)와 출력 트랜스(31)는 겹치지 않고, 또한 증폭 소자(12A 및 12B)와 출력 트랜스(36)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이에 따라, 증폭 소자(11A 및 11B)와 출력 트랜스(31)의 2차측 코일(31b)이 불필요하게 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있고, 또한 증폭 소자(12A 및 12B)와 출력 트랜스(36)의 2차측 코일(36b)이 불필요하게 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11 및 12)의 임피던스 정합도가 저하되어, 전송 손실이 증가하는 것 및 불요파가 증가하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 7a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31 및 36)의 형성 영역과 겹치는 주면(91a) 상의 영역 및 주면(91b) 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전력 증폭기(11 및 12)의 증폭 성능의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 모듈 기판(91)의 주면(91b)(제 1 주면)측에 복수의 외부 접속 단자(150)가 배치되어 있다. 또한, 수신 회로의 수신 감도에 크게 영향을 주는 저잡음 증폭기(21 및 22)와 전력 증폭기(11 및 12) 사이에, 그라운드 전극층(95g)으로서 적용되는 외부 접속 단자(150)가 복수 배치되어 있으므로 수신 회로의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 도 7a에 나타내는 바와 같이 듀플렉서(61 및 62)가 주면(91a)에 배치되어 있고, 출력 트랜스(31)가 주면(91b)에 배치되어 있어도 좋다. 이 때, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 그라운드 전극층(95g)과 출력 트랜스(31)는 적어도 일부 겹치고, 또한 그라운드 전극층(95g)과 듀플렉서(61 및 62)의 적어도 1개는 적어도 일부 겹치고 있는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 듀플렉서(61 및 62)와 출력 트랜스(31) 사이에 그라운드 전극층(95g)이 배치되어 있음으로써, 출력 트랜스(31)로부터 출력되는 고출력의 송신 신호 및 그 고조파가 듀플렉서(61 및 62)를 통해서 수신 경로에 누설되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1H)에서는 도 7a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)의 좌단(도 7a 및 도 7b에서는 X축 부방향 단부)으로부터 우단(도 7a 및 도 7b에서는 X축 정방향 단부)로 향하는 순서로, 반도체 IC(76), 출력 트랜스(31), 스위치(51), 듀플렉서(61 및 62) 및 스위치(54)가 배치되어 있다.
이것에 의하면, 통신 밴드(A 및 B)의 송신 신호는 고주파 모듈(1H)을, 모듈 기판(91)의 좌단으로부터 우단으로 거의 일방향으로 전송할 수 있고, 역방향으로의 뒤집어 접어 경로가 억제되어 있다. 따라서, 통신 밴드(A 및 B)의 송신 신호의 전송 경로가 단축화되므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
[6. 효과 등]
이상, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖는 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(11)와, 제 1 회로 부품을 구비하고, 전력 증폭기(11)는 증폭 소자(11A 및 11B)와, 1차측 코일(31a) 및 2차측 코일(31b)을 갖는 출력 트랜스(31)를 가지고, 1차측 코일(31a)의 일단은 증폭 소자(11A)의 출력 단자에 접속되고, 1차측 코일(31a)의 타단은 증폭 소자(11B)의 출력 단자에 접속되고, 2차측 코일(31b)의 일단은 전력 증폭기(11)의 출력 단자(116)에 접속되어 있고, 증폭 소자(11A 및 11B)는 주면(91a)에 배치되어 있고, 제 1 회로 부품 중 적어도 1개는 주면(91b)에 배치되어 있다.
이에 따라, 증폭 소자(11A 및 11B)와, 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 양면에 배치되어 있다. 따라서, 증폭 소자(11A 및 11B)와 제 1 회로 부품이 모두 모듈 기판(91)의 한쪽 면에 배치된 구성과 비교해서, 고주파 모듈(1)을 소형화할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A 및 11B)와 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있음으로써, 증폭 소자(11A 및 11B)로부터 출력된 송신 신호가 제 1 회로 부품과 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 송신 신호의 전송 손실이 저감된 소형의 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(1)은 송신 입력 단자(111)와, 수신 출력 단자(121)와, 안테나 접속 단자(100)를 구비하고, 상기 제 1 회로 부품은 수신 출력 단자(121) 및 안테나 접속 단자(100)에 접속된 수신 경로(AR 또는 BR)에 접속된 회로 부품이며, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 주면(91b)에 배치된 상기 제 1 회로 부품과 출력 트랜스(31)는 겹치지 않아도 좋다.
이에 따라, 증폭 소자(11A 및 11B)로부터 출력되어 출력 트랜스(31)를 전송하는 송신 신호가, 수신 경로(AR 또는 BR)에 배치된 제 1 회로 부품과 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11)와 수신 회로의 아이솔레이션이 향상되므로, 상기 송신 신호, 고조파 및 상호 변조 변형의 불요파가 수신 경로(AR 또는 BR)에 유입되어 수신 감도를 저하시켜버리는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1)에 있어서, 제 1 회로 부품은 저잡음 증폭기(21)이어도 좋다.
이에 따라, 증폭 소자(11A 및 11B)로부터 출력되어 출력 트랜스(31)를 전송하는 송신 신호가 저잡음 증폭기(21)와 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11)와 저잡음 증폭기(21)의 아이솔레이션이 향상되므로, 상기 송신 신호, 고조파 및 상호 변조 변형의 불요파가 수신 경로에 유입되어 수신 감도를 저하시켜버리는 것을 한층 더 억제할 수 있다.
또한 고주파 모듈(1)에 있어서, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 증폭 소자(11A)와 출력 트랜스(31)는 겹치지 않고, 또한 증폭 소자(11B)와 출력 트랜스(31)는 겹치지 않는 것이 바람직하다.
이에 따라, 증폭 소자(11A 및 11B)와 2차측 코일(31b)이 불필요하게 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11)의 내부의 임피던스 정합도가 저하되어, 전송 손실이 증가하는 것 및 불요파가 증가하는 것을 억제할 수 있다.
또한 고주파 모듈(1)에 있어서, 모듈 기판(91)은 주면(91a 및 91b)에 평행한 방향을 따라 형성된 그라운드 전극층(95g)을 가지고, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 출력 트랜스(31)와 겹치는 영역에는 그라운드 전극층(95g)이 형성되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 출력 트랜스(31)와 그라운드 전극층(95g)의 거리를 크게 확보하는 것이 가능하기 때문에, 전력 증폭기(11)를 전송하는 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한 고주파 모듈(1)에 있어서, 출력 트랜스(31)는 주면(91a)과 주면(91b) 사이의 모듈 기판(91)의 내부에 형성되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 출력 트랜스(31)를 주면(91a) 또는 주면(91b) 상에 배치할 필요가 없으므로, 고주파 모듈(1)의 면적 절약화가 도모된다.
또한 고주파 모듈(1)에 있어서, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31)와 겹치는 주면(91a) 상의 영역 및 주면(91b) 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 주면(91a) 및 주면(91b)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한 고주파 모듈(1A 및 1C)에 있어서, 출력 트랜스(31)는 주면(91a)과 주면(91b) 사이의 모듈 기판(91)의 내부이며 주면(91a) 및 주면(91b)의 일방에 가까이 형성되고 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31)와 겹치는 주면(91a) 및 주면(91b)의 일방의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않고, 출력 트랜스(31)와 겹치는 주면(91a) 및 주면(91b)의 타방의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있어도 좋다.
이 경우에도, 출력 트랜스(31)에 의해 근접하는 주면(91a 또는 91b)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한 고주파 모듈(1E)에 있어서, 출력 트랜스(31)는 주면(91a)에 배치되고, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31)와 겹치는 주면(91b) 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 주면(91b)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한 고주파 모듈(1D)에 있어서, 출력 트랜스(31)는 주면(91b)에 배치되고, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우에, 출력 트랜스(31)와 겹치는 주면(91a) 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않는 것이 바람직하다.
이것에 의하면, 주면(91a)의 상기 영역에 회로 부품이 배치되어 있지 않으므로, 출력 트랜스(31)의 인덕터의 Q값이 저하하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1G)은 통신 밴드(A)의 송신 신호 및 수신 신호를 통과시키는 듀플렉서(61)를 더 구비하고, 듀플렉서(61)는 입력단이 전력 증폭기(11)의 출력 단자(116)에 접속된 송신 필터(61T)와, 입력단이 송신 필터(61T)의 출력단에 접속된 수신 필터(61R)를 가지고, 듀플렉서(61)는 주면(91a)에 배치되어 있고, 모듈 기판(91)은 주면(91a 및 91b)에 평행한 방향을 따라 형성된 그라운드 전극층(95g)을 가지고, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 그라운드 전극층(95g)과 출력 트랜스(31)는 적어도 일부 겹치고, 또한 그라운드 전극층(95g)과 듀플렉서(61)는 적어도 일부 겹쳐 있어도 좋다.
이것에 의하면, 듀플렉서(61)와 출력 트랜스(31) 사이에 그라운드 전극층(95g)이 배치되어 있음으로써, 출력 트랜스(31)로부터 출력되는 고출력의 송신 신호 및 그 고조파가 듀플렉서(61)를 통해서 수신 경로에 누설되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한 고주파 모듈(1G)에 있어서, 모듈 기판(91)을 평면으로 본 경우, 출력 트랜스(31)와 듀플렉서(61)는 적어도 일부 겹쳐 있어도 좋다.
이에 따라, 듀플렉서(61)와 출력 트랜스(31)를 연결하는 송신 경로를 짧게 할 수 있으므로, 송신 신호의 전송 손실을 저감시킬 수 있다.
또한 고주파 모듈(1)에 있어서, 주면(91b)에는 외부 접속 단자(150)가 배치 되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 전력 증폭기(11)가 주면(91a)에 설치되고, 주면(91a)과 주면(91b) 사이를 관통하는 관통 전극을 통해서 전력 증폭기(11)와 외부 접속 단자(150)를 접속할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11)의 방열 경로로서, 모듈 기판(91) 내의 배선 중 열저항이 큰 xy 평면방향을 따른 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(11)로부터의 외부 기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한 고주파 모듈(1H)에 있어서, 주면(91b)에는 외부 접속 단자(150)가 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모듈 기판(91)을 사이에 두고 양면에 배치되어 있다. 따라서, 증폭 소자(11A, 11B, 12A 및 12B)와 제 1 회로 부품이 모두 모듈 기판(91)의 한쪽 면에 배치된 구성과 비교해서, 고주파 모듈(1H)을 소형화할 수 있다.
또한, 기타 형태에 의한 고주파 모듈로서, 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖는 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(11)를 구비하고, 전력 증폭기(11)는 증폭 소자(11A 및 11B)와, 1차측 코일(31a) 및 2차측 코일(31b)을 갖는 출력 트랜스(31)를 가지고, 1차측 코일(31a)의 일단은 증폭 소자(11A)의 출력 단자에 접속되고, 1차측 코일(31a)의 타단은 증폭 소자(11B)의 출력 단자에 접속되고, 2차측 코일(31b)의 일단은 전력 증폭기(11)의 출력 단자(116)에 접속되어 있고, 증폭 소자(11A)는 주면(91a)에 배치되어 있고, 증폭 소자(11B)는 주면(91b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)가 모듈 기판(91)을 사이에 두고 양면에 배치되어 있다. 따라서, 증폭 소자(11A 및 11B)의 쌍방이 모듈 기판(91)의 한쪽 면에 배치된 구성과 비교해서, 고주파 모듈을 소형화할 수 있다. 또한, 증폭 소자(11A)와 증폭 소자(11B)가 모듈 기판(91)을 사이에 두고 배치되어 있음으로써, 증폭 소자(11A)로부터 출력된 평형 송신 신호와 증폭 소자(11B)로부터 출력된 평형 송신 신호가 출력 트랜스(31)에 입력될 때까지의 단계에서 전계 결합, 자계 결합 또는 전자계 결합하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 송신 신호의 전송 손실이 저감된 소형의 고주파 모듈을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 통신 장치(5)는 안테나(2)와, 안테나(2)에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RFIC(3)와, 안테나(2)와 RFIC(3) 사이에서 고주파 신호를 전송하는 고주파 모듈(1)을 구비한다.
이에 따라, 차동 증폭형의 전력 증폭기를 갖는 소형의 통신 장치(5)를 제공하는 것이 가능해진다.
(기타 실시형태 등)
이상, 본 발명의 실시형태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해서, 실시형태 및 실시예를 들어서 설명했지만, 본 발명에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태 및 실시예에 있어서의 임의의 구성요소를 조합시켜 실현되는 별도의 실시형태나, 상기 실시형태 및 실시예에 대하여 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각나는 대로 각종 변형을 실시해서 얻어지는 변형예나, 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태 및 그 실시예에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치에 있어서, 도면에 개시된 각 회로 소자 및 신호 경로를 접속하는 경로 사이에, 별도의 회로 소자 및 배선 등이 삽입되어 있어도 좋다.
본 발명은 멀티밴드 대응의 프런트 엔드부에 배치되는 고주파 모듈로서, 휴대전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 모듈 기판과,
    송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기와,
    제 1 회로 부품을 구비하고,
    상기 전력 증폭기는,
    제 1 증폭 소자 및 제 2 증폭 소자와,
    제 1 코일 및 제 2 코일을 갖는 출력 트랜스를 가지고,
    상기 제 1 코일의 일단은 상기 제 1 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 1 코일의 타단은 상기 제 2 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 2 코일의 일단은 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속되어 있고,
    상기 제 1 증폭 소자 및 상기 제 2 증폭 소자는 상기 제 1 주면에 배치되어 있고,
    상기 제 1 회로 부품은 상기 제 2 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    송신 입력 단자와,
    수신 출력 단자와,
    입출력 단자를 추가로 구비하고,
    상기 제 1 회로 부품은 상기 수신 출력 단자 및 상기 입출력 단자에 접속된 수신 경로에 접속된 회로 부품이며,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우, 상기 제 2 주면에 배치된 상기 제 1 회로 부품과 상기 출력 트랜스는 겹치지 않는 고주파 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 회로 부품은 수신 저잡음 증폭기인 고주파 모듈.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우, 상기 제 1 증폭 소자와 상기 출력 트랜스는 겹치지 않고, 또한 상기 제 2 증폭 소자와 상기 출력 트랜스는 겹치지 않는 고주파 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈 기판은 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 평행한 방향을 따라 형성된 그라운드 전극층을 가지고,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우, 상기 출력 트랜스와 겹치는 영역에는 상기 그라운드 전극층이 형성되어 있지 않은 고주파 모듈.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 트랜스는 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이의 상기 모듈 기판의 내부에 형성되어 있는 고주파 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우에, 상기 출력 트랜스와 겹치는 상기 제 1 주면 상의 영역 및 상기 제 2 주면 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않은 고주파 모듈.
  8. 재 6 항에 있어서,
    상기 출력 트랜스는 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면 사이의 상기 모듈 기판의 내부이며 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면의 일방에 가까이 형성되어 있고,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우에, 상기 출력 트랜스와 겹치는 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면의 상기 일방의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않고,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우에, 상기 출력 트랜스와 겹치는 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면의 타방의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있는 고주파 모듈.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 트랜스는 상기 제 1 주면에 배치되고,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우에, 상기 출력 트랜스와 겹치는 상기 제 2 주면 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않은 고주파 모듈.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 트랜스는 상기 제 2 주면에 배치되고,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우에, 상기 출력 트랜스와 겹치는 상기 제 1 주면 상의 영역에는 회로 부품은 배치되어 있지 않은 고주파 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    제 1 통신 밴드의 송신 신호 및 수신 신호를 통과시키는 듀플렉서를 추가로 구비하고,
    상기 듀플렉서는,
    입력단이 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 송신 필터와,
    입력단이 상기 송신 필터의 출력단에 접속된 수신 필터를 가지고,
    상기 듀플렉서는 상기 제 1 주면에 배치되어 있고,
    상기 모듈 기판은 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 평행한 방향을 따라 형성된 그라운드 전극층을 가지고,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우, 상기 그라운드 전극층과 상기 출력 트랜스는 적어도 일부 겹치고, 또한 상기 그라운드 전극층과 상기 듀플렉서는 적어도 일부 겹치는 고주파 모듈.
  12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력 트랜스는 상기 제 2 주면에 배치되고,
    또한, 제 1 통신 밴드의 송신 신호 및 수신 신호를 통과시키는 듀플렉서를 구비하고,
    상기 듀플렉서는,
    입력단이 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 송신 필터와,
    입력단이 상기 송신 필터의 출력단에 접속된 수신 필터를 가지고,
    상기 듀플렉서는 상기 제 1 주면에 배치되어 있고,
    상기 모듈 기판은 상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면에 평행한 방향을 따라 형성된 그라운드 전극층을 가지고,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우, 상기 그라운드 전극층과 상기 출력 트랜스는 적어도 일부 겹치고, 또한 상기 그라운드 전극층과 상기 듀플렉서는 적어도 일부 겹치는 고주파 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 모듈 기판을 평면으로 본 경우, 상기 출력 트랜스와 상기 듀플렉서는 적어도 일부 겹치는 고주파 모듈.
  14. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 주면에는 외부 접속 단자가 배치되어 있는 고주파 모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 주면에는 외부 접속 단자가 배치되어 있는 고주파 모듈.
  16. 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 모듈 기판과,
    송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기를 구비하고,
    상기 전력 증폭기는,
    제 1 증폭 소자 및 제 2 증폭 소자와,
    제 1 코일 및 제 2 코일을 갖는 출력 트랜스를 가지고,
    상기 제 1 코일의 일단은 상기 제 1 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 1 코일의 타단은 상기 제 2 증폭 소자의 출력 단자에 접속되고, 상기 제 2 코일의 일단은 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속되어 있고,
    상기 제 1 증폭 소자는 상기 제 1 주면에 배치되어 있고,
    상기 제 2 증폭 소자는 상기 제 2 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  17. 안테나와,
    상기 안테나에서 송수신되는 고주파 신호를 처리하는 RF 신호 처리 회로와,
    상기 안테나와 상기 RF 신호 처리 회로 사이에서 상기 고주파 신호를 전송하는 제 1 항 내지 제 3 항 또는 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하는 통신 장치.
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