KR20210152933A - 고주파 모듈 및 통신 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

(과제) 전력 증폭기의 불안정 동작이 억제된 소형의 고주파 모듈을 제공한다.
(해결 수단) 고주파 모듈(1)은 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(10)와, 전력 증폭기(10)의 입력 단자에 접속된 스위치(31)와, 전력 증폭기(10)의 출력 단자에 접속된 스위치(32)와, 스위치(31 및 32)를 제어하는 스위치 제어 회로(41)를 구비하고, 스위치(31 및 32) 및 스위치 제어 회로(41)는 1칩화된 반도체 IC(70)에 포함되고, 전력 증폭기(10) 및 반도체 IC(70)는 모듈 기판(91)에 실장되어 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우 반도체 IC(70)에 있어서 스위치 제어 회로(41)는 스위치(31)와 스위치(32) 사이에 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 기기에서는, 특히 멀티 밴드화의 진전에 따라 고주파 프런트엔드 회로를 구성하는 회로 소자의 배치 구성이 복잡화되어 있다.
특허문헌 1에는 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기를 갖는 프런트엔드 회로의 구성이 개시되어 있다. 전력 증폭기의 입력측에는 트랜스시버 회로로부터의 송신 신호를 전력 증폭기에 입력한다/하지 않는다를 스위칭하는 스위치가 배치되어 있다. 이것에 의하면 트랜스시버 회로로부터 출력된 송신 신호는 프런트엔드 회로를 경유해서 안테나로부터 송신하는 것이 가능해진다.
미국 특허 출원공개 제2018/0131501호 명세서
그러나 특허문헌 1에 개시된 프런트엔드 회로를 1개의 소형의 고주파 모듈 내에 구성할 경우 전력 증폭기의 입력측의 신호 경로와 출력측의 신호 경로가 가까워짐으로써 상기 2개의 신호 경로의 아이솔레이션이 악화되어 버리는 것이 상정된다. 상기 2개의 신호 경로의 아이솔레이션이 악화되면 전력 증폭기의 입출력 간에서 불필요한 고주파 신호의 피드백 루프가 형성된다. 이 경우 소정 조건하에 있어서 전력 증폭기가 발진하고, 상기 전력 증폭기의 동작이 불안정해진다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 전력 증폭기의 불안정 동작이 억제된 소형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 일실시형태에 의한 고주파 모듈은 모듈 기판과, 전력 증폭기와, 상기 전력 증폭기의 입력 단자에 접속된 제 1 스위치와, 상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 제 2 스위치와, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 제어하는 스위치 제어 회로를 구비하고, 상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 및 상기 스위치 제어 회로는 1칩화된 반도체 IC에 포함되고, 상기 전력 증폭기 및 상기 반도체 IC는 상기 모듈 기판에 실장되어 있으며, 상기 모듈 기판을 평면으로부터 봤을 경우 상기 반도체 IC에 있어서 상기 스위치 제어 회로는 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치 사이에 배치되어 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 전력 증폭기의 불안정 동작이 억제된 소형의 고주파 모듈 및 통신 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시형태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치의 회로 구성도이다.
도 2a는 실시예에 의한 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 2b는 실시예에 의한 고주파 모듈의 단면 구성 개략도이다.
도 3a는 변형예에 의한 고주파 모듈의 평면 구성 개략도이다.
도 3b는 변형예에 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 나타내어지는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 및 접속 형태 등은 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 이하의 실시예 및 변형예에 있어서의 구성 요소 중 독립 청구항에 기재되어 있지 않은 구성 요소에 대해서는 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 도면에 나타내어지는 구성 요소의 크기 또는 크기의 비는 반드시 엄밀하지는 않다. 각 도면에 있어서 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략 또는 간략화하는 경우가 있다.
또한, 이하에 있어서 평행 및 수직 등의 요소간의 관계성을 나타내는 용어 및 직사각형상 등의 요소의 형상을 나타내는 용어 및 수치 범위는 엄격한 의미만을 나타내는 것은 아니고, 실질적으로 동등한 범위, 예를 들면 수% 정도의 차이도 포함하는 것을 의미한다.
또한, 이하에 있어서 기판에 실장된 A, B, 및 C에 있어서 「기판(또는 기판의 주면)의 평면으로부터 볼 때에 있어서 A와 B 사이에 C가 배치되어 있다」란, 기판의 평면으로부터 볼 때에 있어서 A의 영역 내의 임의의 점과 B의 영역 내의 임의의 점을 연결하는 복수의 선분 중 적어도 1개가 C의 영역을 통과하는 것을 의미한다. 또한, 기판의 평면으로부터 볼 때란, 기판 및 기판에 실장된 회로 소자를 기판의 주면에 평행한 평면에 정투영해서 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)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 통해 입력된 수신 신호를 다운 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 수신 신호를 베이스 밴드 신호 처리 회로(도시하지 않음)로 출력한다. 또한, RFIC(3)는 베이스 밴드 신호 처리 회로로부터 입력된 송신 신호를 업 컨버트 등에 의해 신호 처리하고, 상기 신호 처리해서 생성된 송신 신호를 고주파 모듈(1)의 송신 경로에 출력한다.
또한, RFIC(3)는 사용되는 통신 밴드(주파수 대역) 등의 정보에 의거하여 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(31, 32, 33, 및 34)의 접속을 제어하는 제어부로서의 기능도 갖는다. 구체적으로는 RFIC(3)는 제어 신호에 의해 고주파 모듈(1)이 갖는 스위치(31~34)의 접속을 스위칭한다. 구체적으로는 RFIC(3)는 스위치(31~34)를 제어하기 위한 디지털 제어 신호를 제어 신호 단자(130)를 경유해서 제어 회로(40)에 출력한다. 제어 회로(40)의 스위치 제어 회로(41)는 RFIC(3)로부터 입력된 디지털 제어 신호에 의해 스위치(31~34)에 디지털 제어 신호를 출력함으로써 스위치(31~34)의 접속 및 비접속을 제어한다.
또한, RFIC(3)는 고주파 모듈(1)이 갖는 전력 증폭기(10)의 이득, 전력 증폭기(10)에 공급되는 전원 전압(Vcc) 및 바이어스 전압(Vbias)을 제어하는 제어부로서의 기능도 갖는다. 구체적으로는 RFIC(3)는 디지털 제어 신호를 제어 신호 단자(130)를 경유해서 제어 회로(40)에 출력한다. 제어 회로(40)의 PA 제어 회로(42)는 RFIC(3)로부터 입력된 디지털 제어 신호에 의해 전력 증폭기(10)에 제어 신호 및 전원 전압(Vcc) 또는 바이어스 전압(Vbias)을 출력함으로써 전력 증폭기(10)의 이득을 조정한다. 또한, 스위치(31~34)를 제어하는 디지털 제어 신호를 RFIC(3)로부터 받는 제어 신호 단자와, 전력 증폭기(10)의 이득을 제어하는 디지털 제어 신호를 RFIC(3)로부터 받는 제어 신호 단자와, 전력 증폭기(10)에 공급되는 전원 전압(Vcc) 및 바이어스 전압(Vbias)을 제어하는 디지털 제어 신호를 RFIC(3)로부터 받는 제어 신호 단자는 상이해도 좋다. 또한, 제어부는 RFIC(3)의 외부에 형성되어 있어도 좋다.
안테나(2)는 고주파 모듈(1)의 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, 고주파 모듈(1)로부터 출력된 고주파 신호를 방사하고, 또한 외부로부터의 고주파 신호를 수신해서 고주파 모듈(1)로 출력한다.
또한, 본 실시형태에 의한 통신 장치(5)에 있어서 안테나(2)는 필수 구성 요소는 아니다.
이어서, 고주파 모듈(1)의 상세한 구성에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이 고주파 모듈(1)은 안테나 접속 단자(100)와, 송신 입력 단자(111 및 112)와, 수신 출력 단자(120)와, 제어 신호 단자(130)와, 전력 증폭기(10)와, 저잡음 증폭기(20)와, 제어 회로(40)와, 송신 필터(61T 및 62T)와, 수신 필터(61R 및 62R)와, 정합 회로(51 및 52)와, 스위치(31, 32, 33, 및 34)를 구비한다.
안테나 접속 단자(100)는 안테나(2)에 접속된다.
전력 증폭기(10)는 송신 입력 단자(111 및 112)로부터 입력된 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B의 고주파 신호를 증폭하는 것이 가능한 송신 증폭기이다. 또한, 고주파 모듈(1)은 전력 증폭기(10) 대신에 통신 밴드 A의 고주파 신호를 증폭하는 제 1 전력 증폭기와, 통신 밴드 B의 고주파 신호를 증폭하는 제 2 전력 증폭기를 구비해도 좋다.
제어 회로(40)는 스위치 제어 회로(41)와, PA 제어 회로(42)를 구비한다. 제어 회로(40)는 제어 신호 단자(130)를 통해 입력된 디지털 제어 신호에 의해 스위치(31~34) 및 전력 증폭기(10)를 제어하는 제어 신호를 생성하기 위한 논리 회로를 갖고 있다.
스위치 제어 회로(41)는 제어 신호 단자(130)를 통해 입력된 디지털 제어 신호에 의해 스위치(31~34)의 접속 및 비접속을 제어한다.
PA 제어 회로(42)는 증폭기 제어 회로의 일례이며, 제어 신호 단자(130)를 통해 입력된 디지털 제어 신호에 의해 전력 증폭기(10)의 이득을 조정한다. 또한, PA 제어 회로(42)는 전력 증폭기(10)에 공급되는 바이어스 신호를 생성하는 바이어스 공급 회로를 갖고 있어도 좋다.
저잡음 증폭기(20)는 통신 밴드 A 및 B의 고주파 신호를 저잡음으로 증폭 가능하며, 수신 출력 단자(120)로 출력하는 수신 증폭기이다. 또한, 고주파 모듈(1)은 복수의 저잡음 증폭기를 구비하고 있어도 좋다. 예를 들면, 고주파 모듈(1)은 통신 밴드 A의 고주파 신호를 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기와, 통신 밴드 B의 고주파 신호를 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기를 구비해도 좋다.
전력 증폭기(10) 및 저잡음 증폭기(20)는, 예를 들면 Si(Silicon)계의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 GaAs(Gallium Arsenide)를 재료로 한 전계 효과형 트랜지스터(FET) 또는 헤테로 바이폴러 트랜지스터(HBT) 등으로 구성되어 있다.
송신 필터(61T)는 송신 입력 단자(111 및 112)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(10)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 A의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다. 또한, 송신 필터(62T)는 송신 입력 단자(111 및 112)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(10)에서 증폭된 송신 신호 중 통신 밴드 B의 송신 대역의 송신 신호를 통과시킨다.
수신 필터(61R)는 수신 출력 단자(120)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 A의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다. 또한, 수신 필터(62R)는 수신 출력 단자(120)와 안테나 접속 단자(100)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 안테나 접속 단자(100)로부터 입력된 수신 신호 중 통신 밴드 B의 수신 대역의 수신 신호를 통과시킨다.
송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)는 통신 밴드 A를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(61)를 구성하고 있다. 듀플렉서(61)는 통신 밴드 A의 송신 신호와 수신 신호를 주파수 분할 복신(FDD: Frequency Division Duplex) 방식으로 전송한다. 또한, 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)는 통신 밴드 B를 통과 대역으로 하는 듀플렉서(62)를 구성하고 있다. 듀플렉서(62)는 통신 밴드 B의 송신 신호와 수신 신호를 FDD 방식으로 전송한다.
또한, 듀플렉서(61 및 62) 각각은 복수의 송신 필터만으로 구성된 멀티플렉서, 복수의 수신 필터만으로 구성된 멀티플렉서, 복수의 듀플렉서로 구성된 멀티플렉서이어도 좋다. 또한, 송신 필터(61T) 및 수신 필터(61R)는 듀플렉서(61)를 구성하고 있지 않아도 좋고, 시분할 복신(TDD: Time Division Duplex) 방식으로 전송하는 1개의 필터이어도 좋다. 이 경우에는 상기 1개의 필터의 전단 및 후단의 적어도 일방에 송신 및 수신을 스위칭하는 스위치가 배치된다. 또한, 마찬가지로 송신 필터(62T) 및 수신 필터(62R)는 듀플렉서(62)를 구성하고 있지 않아도 좋고, TDD 방식으로 전송하는 1개의 필터이어도 좋다.
또한, 송신 필터(61T 및 62T) 및 수신 필터(61R 및 62R)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.
정합 회로(51)는 임피던스 정합 회로의 일례이며, 전력 증폭기(10)와 스위치(32)를 연결하는 송신 경로에 배치되고, 전력 증폭기(10)와 스위치(32), 듀플렉서(61 및 62)의 임피던스 정합을 취한다. 정합 회로(52)는 저잡음 증폭기(20)와 스위치(34)를 연결하는 수신 경로에 배치되고, 저잡음 증폭기(20)와 스위치(34), 듀플렉서(61 및 62)의 임피던스 정합을 취한다.
스위치(31)는 전력 증폭기(10)의 입력 단자에 접속된 제 1 스위치의 일례이며, 공통 단자(31a), 선택 단자(31b 및 31c)를 갖는다. 공통 단자(31a)는 전력 증폭기(10)의 입력 단자에 접속되어 있다. 선택 단자(31b)는 송신 입력 단자(111)에 접속되고, 선택 단자(31c)는 송신 입력 단자(112)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(31)는 전력 증폭기(10)와 송신 입력 단자(111)의 접속 및 전력 증폭기(10)와 송신 입력 단자(112)의 접속을 스위칭한다. 스위치(31)는, 예를 들면 SPDT(Single Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성된다.
송신 입력 단자(111)로부터는, 예를 들면 통신 밴드 A의 송신 신호가 입력되고, 송신 입력 단자(112)로부터는, 예를 들면 통신 밴드 B의 송신 신호가 입력된다. 또한, 송신 입력 단자(111)로부터는, 예를 들면 제 4 세대 이동 통신 시스템(4G)에 있어서의 통신 밴드 A 또는 B의 송신 신호가 입력되고, 송신 입력 단자(112)로부터는, 예를 들면 제 5 세대 이동 통신 시스템(5G)에 있어서의 통신 밴드 A 또는 B의 송신 신호가 입력되어도 좋다.
또한, 스위치(31)는 공통 단자(31a)가 1개의 송신 입력 단자에 접속되고, 선택 단자(31b)가 통신 밴드 A의 송신 신호를 증폭하는 제 1 전력 증폭기에 접속되고, 선택 단자(31c)가 통신 밴드 B의 송신 신호를 증폭하는 제 2 전력 증폭기에 접속된 구성을 갖고 있어도 좋다.
또한, 스위치(31)는 2개의 공통 단자와 2개의 선택 단자를 갖는 DPDT(Double Pole Double Throw)형의 스위치 회로로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우에는 송신 입력 단자(111)가 일방의 공통 단자와 접속되고, 송신 입력 단자(112)가 타방의 공통 단자와 접속된다. 또한, 일방의 선택 단자가 통신 밴드 A의 송신 신호를 증폭하는 제 1 전력 증폭기에 접속되고, 타방의 선택 단자가 통신 밴드 B의 송신 신호를 증폭하는 제 2 전력 증폭기에 접속된다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(31)는 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 송신 입력 단자(111)로부터 통신 밴드 A의 송신 신호가 입력되고, 송신 입력 단자(112)로부터 통신 밴드 B의 송신 신호가 입력된다. 또한, 예를 들면 송신 입력 단자(111)로부터 4G에 있어서의 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B의 송신 신호가 입력되고, 송신 입력 단자(112)로부터 5G에 있어서의 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B의 송신 신호가 입력되어도 좋다.
스위치(32)는 정합 회로(51)를 통해 전력 증폭기(10)의 출력 단자에 접속된 제 2 스위치의 일례이며, 공통 단자(32a), 선택 단자(32b 및 32c)를 갖는다. 공통 단자(32a)는 정합 회로(51)를 통해 전력 증폭기(10)의 출력 단자에 접속되어 있다. 선택 단자(32b)는 송신 필터(61T)에 접속되고, 선택 단자(32c)는 송신 필터(62T)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(32)는 전력 증폭기(10)와 송신 필터(61T)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 전력 증폭기(10)와 송신 필터(62T)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 스위치(32)는, 예를 들면 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(34)는 정합 회로(52)를 통해 저잡음 증폭기(20)의 입력 단자에 접속되어 있으며, 공통 단자(34a), 선택 단자(34b 및 34c)를 갖는다. 공통 단자(34a)는 정합 회로(52)를 통해 저잡음 증폭기(20)의 입력 단자에 접속되어 있다. 선택 단자(34b)는 수신 필터(61R)에 접속되고, 선택 단자(34c)는 수신 필터(62R)에 접속되어 있다. 이 접속 구성에 있어서 스위치(34)는 저잡음 증폭기(20)와 수신 필터(61R)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 저잡음 증폭기(20)와 수신 필터(62R)의 접속 및 비접속을 스위칭한다. 스위치(34)는, 예를 들면 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
스위치(33)는 안테나 접속 단자(100)와 듀플렉서(61)의 접속 및 비접속을 스위칭하고, 또한 안테나 접속 단자(100)와 듀플렉서(62)의 접속 및 비접속을 스위칭하는 안테나 스위치의 일례이다. 스위치(33)는 공통 단자(33a), 선택 단자(33b 및 33c)를 갖는다. 공통 단자(33a)는 안테나 접속 단자(100)에 접속되고, 선택 단자(33b)는 듀플렉서(61)에 접속되고, 선택 단자(33c)는 듀플렉서(62)에 접속되어 있다. 스위치(33)는, 예를 들면 SPDT형의 스위치 회로로 구성된다.
또한, 스위치(31~34)가 갖는 공통 단자 및 선택 단자의 수는 고주파 모듈(1)이 갖는 신호 경로의 수에 따라 적당히 설정된다.
스위치(31 및 32) 및 스위치 제어 회로(41)는 1칩화된 제 1 반도체 IC(Integrated Circuit)에 포함되어 있다. 제 1 반도체 IC는, 예를 들면 CMOS로 구성되어 있다. 구체적으로는 SOI(Silicon On Insulator) 프로세스에 의해 형성되어 있다. 이에 따라 제 1 반도체 IC를 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 제 1 반도체 IC는 GaAs, SiGe(Silicon Germanium), 및 GaN(Gallium nitride) 중 적어도 어느 하나로 구성되어 있어도 좋다. 이에 따라 제 1 반도체 IC가 증폭기를 포함할 경우에는 고품질인 증폭 성능 및 잡음 성능을 가진 고주파 신호를 출력하는 것이 가능해진다.
또한, 저잡음 증폭기(20)와 스위치(34)는 1칩화된 제 2 반도체 IC로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 제 1 반도체 IC와 제 2 반도체 IC는 1칩화된 제 3 반도체 IC에 포함되어 있어도 좋다.
고주파 모듈(1)의 구성에 있어서 스위치(31), 전력 증폭기(10), 정합 회로(51), 스위치(32), 송신 필터(61T), 및 스위치(33)는 안테나 접속 단자(100)를 향해 통신 밴드 A의 송신 신호를 전송하는 제 1 송신 회로를 구성한다. 또한, 스위치(33), 수신 필터(61R), 스위치(34), 정합 회로(52), 및 저잡음 증폭기(20)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해 통신 밴드 A의 수신 신호를 전송하는 제 1 수신 회로를 구성한다. 또한, 스위치(31), 전력 증폭기(10), 정합 회로(51), 스위치(32), 송신 필터(62T), 및 스위치(33)는 안테나 접속 단자(100)를 향해 통신 밴드 B의 송신 신호를 전송하는 제 2 송신 회로를 구성한다. 또한, 스위치(33), 수신 필터(62R), 스위치(34), 정합 회로(52), 및 저잡음 증폭기(20)는 안테나(2)로부터 안테나 접속 단자(100)를 통해 통신 밴드 B의 수신 신호를 전송하는 제 2 수신 회로를 구성한다.
상기 회로 구성에 의하면 고주파 모듈(1)은 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B 중 어느 하나의 고주파 신호를 송신, 수신, 및 송수신 중 적어도 어느 하나로 실행하는 것이 가능하다. 또한, 고주파 모듈(1)은 통신 밴드 A 및 통신 밴드 B의 고주파 신호를 동시 송신, 동시 수신, 및 동시 송수신 중 적어도 어느 하나로 실행하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈에서는 상기 2개의 송신 회로 및 상기 2개의 수신 회로가 스위치(33)를 통해 안테나 접속 단자(100)에 접속되어 있지 않아도 좋고, 상기 2개의 송신 회로 및 상기 2개의 수신 회로가 상이한 단자를 통해 안테나(2)에 접속되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명에 의한 고주파 모듈은 도 1에 나타내어진 고주파 모듈(1)의 회로 구성 중에서는 전력 증폭기(10), 스위치(31 및 32), 및 스위치 제어 회로(41)를 적어도 구비하고 있으면 좋다.
여기에서 고주파 모듈(1)을 소형화할 경우 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로와 출력측의 신호 경로가 가까워짐으로써 상기 2개의 신호 경로의 아이솔레이션이 악화되어 버리는 것이 상정된다. 상기 2개의 신호 경로의 아이솔레이션이 악화되면 전력 증폭기(10)의 입출력 간에서 불필요한 고주파 신호의 피드백 루프가 형성된다. 이 경우, 소정 조건하에 있어서 전력 증폭기(10)가 발진하여 동작이 불안정해진다는 문제가 발생한다. 이에 대하여 이하에서는 전력 증폭기(10)의 발진이 억제된 소형의 고주파 모듈(1)의 구성에 대해서 설명한다.
[2. 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)의 회로 소자 배치 구성]
도 2a는 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 2b는 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)의 단면 구성 개략도이며, 구체적으로는 도 2a의 IIB-IIB선에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 2a의 (a)에는 모듈 기판(91)의 서로 대향하는 주면(91a 및 91b) 중 주면(91a)을 z축 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 소자의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 2a의 (b)에는 주면(91b)을 z축 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 소자의 배치를 투시한 도면이 나타내어져 있다.
실시예에 의한 고주파 모듈(1A)은 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)을 구성하는 각 회로 소자의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)은 도 1에 나타내어진 회로 구성에 추가하여 모듈 기판(91)과, 수지 부재(92 및 93)와, 외부 접속 단자(150)를 갖고 있다.
모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a)(제 1 주면) 및 주면(91b)(제 2 주면)을 갖고, 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 Ceramic: LTCC) 기판과, 고온 동시 소성 세라믹스(High Temperature Co-fired Ceramic: HTCC) 기판, 부품 내장 기판, 재배선층(Redistribution Layer: RDL)을 갖는 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 있으며, 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 있으며, 상기 송신 회로 및 상기 수신 회로를 구성하는 회로 소자의 기계 강도 및 내습성 등의 신뢰성을 확보하는 기능을 갖고 있다. 또한, 수지 부재(92 및 93)는 본 발명에 의한 고주파 모듈에 필수적인 구성 요소는 아니다.
도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 전력 증폭기(10), 듀플렉서(61 및 62), 및 정합 회로(51 및 52)는 주면(91a)(제 1 주면)에 배치되어 있다. 한편, 제어 회로(40), 스위치(31~34), 및 저잡음 증폭기(20)는 주면(91b)(제 2 주면)에 배치되어 있다.
또한, 도 2a에는 도시하고 있지 않지만 도 1에 나타내어진 회로 부품 간을 연결하는 송신 경로 및 수신 경로를 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.
여기에서 도 2a의 (b)에 나타내는 바와 같이 스위치(31 및 32) 및 제어 회로(40)는 1칩(다이라고도 불린다)화된 반도체 IC(70)에 포함되어 있다. 또한, 복수의 회로 소자가 1칩화된 반도체 IC에 포함되어 있다란, 상기 복수의 회로 소자가 1장의 반도체 기판 표면 또는 내부에 형성되어 있는 상태 또는 1개의 패키지 내에 집적 배치되어 있는 상태라고 정의된다. 또한, 상기 1장의 반도체 기판 및 상기 1개의 패키지는 모듈 기판(91)과는 상이한 것이며, 또한 고주파 모듈(1A)이 실장되는 외부 기판과는 상이한 것이다.
또한, 도 2a의 (b)에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우 반도체 IC(70)에 있어서 제어 회로(40)는 스위치(31)와 스위치(32) 사이에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면 스위치(31 및 32) 및 제어 회로(40)가 1칩화된 반도체 IC(70)에 형성되어 있으므로 고주파 모듈(1A)의 소형화를 촉진할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로에 배치된 스위치(31)와 출력측의 신호 경로에 배치된 스위치(32)가 제어 회로(40)를 개재하여 가로막혀 있으므로 스위치(31)와 스위치(32)의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 또한, 스위치(31)와 스위치 제어 회로(41)를 접속하는 제어 배선 및 스위치(32)와 스위치 제어 회로(41)를 접속하는 제어 배선을 짧게 할 수 있으므로 이들 2개의 제어 배선의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로와 출력측의 신호 경로의 아이솔레이션의 열화가 억제되므로 전력 증폭기(10)의 입출력 간에서 불필요한 고주파 신호의 피드백 루프가 형성되어 전력 증폭기(10)가 발진 동작하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 스위치 제어 회로(41)뿐만 아니라 PA 제어 회로(42)도 반도체 IC(70)에 내장되어 있으므로 스위치(31)와 스위치(32)의 거리를 보다 크게 하는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(1A)은 고주파 모듈(1A)의 z축 -방향측에 배치되는 외부 기판과, 외부 접속 단자(150)를 경유하여 전기 신호의 교환을 행한다. 도 2a의 (b)에 나타내는 바와 같이 외부 접속 단자(150)에는 안테나 접속 단자(100), 송신 입력 단자(111 및 112), 수신 출력 단자(120), 및 제어 신호 단자(130)가 포함된다. 또한, 외부 접속 단자(150)의 몇 가지는 외부 기판의 그라운드 전위로 설정되어 있다.
주면(91a 및 91b) 중 외부 기판과 대향하는 주면(91b)에는 저배화가 곤란한 전력 증폭기(10)가 배치되지 않고, 저배화가 용이한 제어 회로(40), 저잡음 증폭기(20), 및 스위치(31~34)가 배치되어 있으므로 고주파 모듈(1A) 전체를 저배화하는 것이 가능해진다. 또한, 수신 회로의 수신 감도에 크게 영향을 주는 저잡음 증폭기(20)의 주위에 그라운드 전극으로서 적용되는 외부 접속 단자(150)가 복수 배치되므로 수신 회로의 수신 감도의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1A)에서는 전력 증폭기(10)는 주면(91a)에 배치되어 있다. 전력 증폭기(10)는 고주파 모듈(1A)이 갖는 회로 부품 중에서 발열량이 큰 부품이다. 고주파 모듈(1A)의 방열성을 향상시키기 위해서는 전력 증폭기(10)의 발열을 작은 열저항을 갖는 방열 경로에서 외부 기판으로 방열하는 것이 중요하다. 만약, 전력 증폭기(10)를 주면(91b)에 실장했을 경우 전력 증폭기(10)에 접속되는 전극 배선은 주면(91b) 상에 배치된다. 이 때문에 방열 경로로서는 주면(91b) 상의(xy 평면 방향을 따르는) 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 포함하게 된다. 상기 평면 배선 패턴은 금속 박막으로 형성되기 때문에 열저항이 크다. 이 때문에 전력 증폭기(10)를 주면(91b) 상에 배치했을 경우에는 방열성이 저하되어 버린다.
이에 대하여 전력 증폭기(10)가 주면(91a)에 배치되었을 경우 주면(91a)과 주면(91b) 사이를 관통하는 그라운드 비아 도체를 통해 전력 증폭기(10)와 외부 기판을 접속할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 방열 경로로서 열저항이 큰 xy 평면 방향을 따르는 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)로부터의 외부 기판으로의 방열성이 향상된 소형의 고주파 모듈(1A)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 저잡음 증폭기(20)는 주면(91b)에 배치되어 있다.
이것에 의하면 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(10)와, 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(20)가 모듈 기판(91)의 양면에 나누어져 배치되므로 송수신 간의 아이솔레이션이 향상된다.
또한, 모듈 기판(91)은 복수의 유전체층이 적층된 다층 구조를 갖고, 상기 복수의 유전체층의 적어도 1개에는 그라운드 전극 패턴이 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 따라 모듈 기판(91)의 전자계 차폐 기능이 향상된다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 정합 회로(51)는 주면(91a)에 배치되어 있다. 정합 회로(51)는 인덕터를 포함한다.
이것에 의하면 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로에 배치된 스위치(31)와 출력측의 신호 경로에 배치된 정합 회로(51)가 모듈 기판(91)의 주면(91b 및 91a)에 나누어져 배치되어 있으므로 스위치(31)와 정합 회로(51)의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로와 출력측의 신호 경로의 아이솔레이션의 열화가 보다 한층 억제된다.
또한, 저잡음 증폭기(20), 스위치(33 및 34)는 1개의 반도체 IC(80)에 포함되어 있다. 이에 따라 저배화가 용이한 반도체 IC(70 및 80)가 주면(91b)에 배치되어 있으므로 고주파 모듈(1A) 전체를 저배화하는 것이 가능해진다.
또한, 반도체 IC(70) 및 반도체 IC(80)는 1개의 반도체 IC에 일체화되어 있어도 좋다. 또한, 반도체 IC(70)는 저잡음 증폭기(20), 스위치(33 및 34)의 적어도 1개를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 본 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)에서는 전력 증폭기(10), 듀플렉서(61 및 62), 및 정합 회로(51 및 52)는 주면(91a)에 배치되고, 제어 회로(40), 스위치(31~34), 및 저잡음 증폭기(20)는 주면(91b)에 배치되어 있지만 본 발명에 의한 고주파 모듈에서는 상기 회로 소자는 어느 주면에 배치되어 있어도 좋고, 또한 모듈 기판(91)의 내부에 형성되어 있어도 좋다.
또한, 고주파 모듈(1A)에 있어서 외부 접속 단자(150)는 도 2b에 나타내는 바와 같이 수지 부재(93)를 z축 방향으로 관통하는 기둥형상 전극이어도 좋고, 또한 후술하는 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)과 같이 외부 접속 단자는 주면(91b) 상에 형성된 범프 전극이어도 좋다. 이 경우에는 주면(91b)측의 수지 부재(93)는 없어도 좋다.
[3. 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)의 회로 소자 배치 구성]
도 3a는 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)의 평면 구성 개략도이다. 또한, 도 3b는 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)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 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 소자의 배치도가 나타내어져 있다. 한편, 도 3a의 (b)에는 주면(91b)을 z축 +방향측으로부터 보았을 경우의 회로 소자의 배치를 투시한 도면이 나타내어져 있다.
변형예에 의한 고주파 모듈(1B)은 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)을 구성하는 각 회로 소자의 배치 구성을 구체적으로 나타낸 것이다.
본 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)은 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 비교해서 PA 제어 회로(42)의 배치 구성이 상이하다. 이하, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)에 대해서 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 동일한 점은 설명을 생략하고, 상이한 점을 중심으로 설명한다.
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)은 도 1에 나타내어진 회로 구성에 추가하여 모듈 기판(91)과, 수지 부재(92)와, 범프 전극(160)을 갖고 있다.
도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)에서는 전력 증폭기(10), PA 제어 회로(42), 듀플렉서(61 및 62), 및 정합 회로(51 및 52)는 주면(91a)(제 1 주면)에 배치되어 있다. 한편, 스위치 제어 회로(41), 스위치(31~34), 및 저잡음 증폭기(20)는 주면(91b)(제 2 주면)에 배치되어 있다.
여기에서 도 3a의 (b)에 나타내는 바와 같이 스위치(31 및 32) 및 스위치 제어 회로(41)는 1칩화된 반도체 IC(71)에 포함되어 있다.
또한, 도 3a의 (b)에 나타내는 바와 같이 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우 반도체 IC(71)에 있어서 스위치 제어 회로(41)는 스위치(31)와 스위치(32) 사이에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면 스위치(31 및 32) 및 스위치 제어 회로(41)가 1칩화된 반도체 IC(71)에 형성되어 있으므로 고주파 모듈(1B)의 소형화를 촉진할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로에 배치된 스위치(31)와 출력측의 신호 경로에 배치된 스위치(32)가 스위치 제어 회로(41)를 개재하여 가로막혀 있으므로 스위치(31)와 스위치(32)의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 또한, 스위치(31)와 스위치 제어 회로(41)를 접속하는 제어 배선 및 스위치(32)와 스위치 제어 회로(41)를 접속하는 제어 배선을 짧게 할 수 있으므로 이들 2개의 제어 배선의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로와 출력측의 신호 경로의 아이솔레이션의 열화가 억제되므로 전력 증폭기(10)의 입출력 간에서 불필요한 고주파 신호의 피드백 루프가 형성되어 전력 증폭기(10)가 발진 동작하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1B)에서는 PA 제어 회로(42)와 전력 증폭기(10)는 주면(91a) 상에서 적층되어 있다.
이것에 의하면 PA 제어 회로(42)와 전력 증폭기(10)가 적층 배치되어 있으므로 고주파 모듈(1B)의 소형화를 촉진할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(10)와 PA 제어 회로(42) 사이에서의 온도차를 저감할 수 있다. 이 때문에 전력 증폭기(10)와 PA 제어 회로(42)가 동일한 온도 환경하에 배치되므로 PA 제어 회로(42)의 제어에 의해 동작하는 전력 증폭기(10)의 응답 정밀도를 높일 수 있다. 이에 따라 전력 증폭기(10)의 증폭 특성을 PA 제어 회로(42)에 의해 고정밀도로 제어할 수 있으므로 상기 증폭 특성을 최적화할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 출력 특성의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1B)은 고주파 모듈(1B)의 z축 -방향측에 배치되는 외부 기판과, 범프 전극(160)을 경유하고, 전기 신호의 교환을 행한다. 범프 전극(160)은 외부 접속 단자의 일례이다. 도 3a의 (b)에 나타내는 바와 같이 범프 전극(160)에는 안테나 접속 단자(100), 송신 입력 단자(111 및 112), 수신 출력 단자(120), 및 제어 신호 단자(130)가 포함된다. 또한, 범프 전극(160)의 몇 가지는 외부 기판의 그라운드 전위로 설정되어 있다.
주면(91a 및 91b) 중 외부 기판과 대향하는 주면(91b)에는 저배화가 곤란한 전력 증폭기(10)가 배치되지 않고, 저배화가 용이한 스위치 제어 회로(41), 저잡음 증폭기(20), 및 스위치(31~34)가 배치되어 있으므로 고주파 모듈(1B) 전체를 저배화하는 것이 가능해진다.
또한, 반도체 IC(71) 및 반도체 IC(80)는 1개의 반도체 IC에 일체화되어 있어도 좋다. 또한, 반도체 IC(71)는 저잡음 증폭기(20), 스위치(33 및 34)의 적어도 1개를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 본 변형예에 의한 고주파 모듈(1B)에서는 전력 증폭기(10), PA 제어 회로(42), 듀플렉서(61 및 62), 및 정합 회로(51 및 52)는 주면(91a)에 배치되고, 스위치 제어 회로(41), 스위치(31~34), 및 저잡음 증폭기(20)는 주면(91b)에 배치되어 있지만 본 발명에 의한 고주파 모듈에서는 상기 회로 소자는 어느 주면에 배치되어 있어도 좋고, 또한 모듈 기판(91)의 내부에 형성되어 있어도 좋다.
또한, 고주파 모듈(1B)에 있어서 범프 전극(160)은 실시예에 의한 고주파 모듈(1A)과 같이 수지 부재(93)를 z축 방향으로 관통하는 기둥형상 전극이어도 좋다.
[4. 효과 등]
이상, 본 실시형태에 의한 고주파 모듈(1)은 모듈 기판(91)과, 전력 증폭기(10)와, 전력 증폭기(10)의 입력 단자에 접속된 스위치(31)와, 전력 증폭기(10)의 출력 단자에 접속된 스위치(32)와, 스위치(31 및 32)를 제어하는 스위치 제어 회로(41)를 구비하고, 스위치(31 및 32) 및 스위치 제어 회로(41)는 1칩화된 반도체 IC(70)에 포함되고, 전력 증폭기(10) 및 반도체 IC(70)는 모듈 기판(91)에 실장되어 있으며, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우 반도체 IC(70)에 있어서 스위치 제어 회로(41)는 스위치(31)와 스위치(32) 사이에 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면 스위치(31 및 32) 및 제어 회로(40)가 1칩화된 반도체 IC(70)에 형성되어 있으므로 고주파 모듈(1)의 소형화를 촉진할 수 있다. 또한, 스위치(31)와 스위치(32)가 스위치 제어 회로(41)를 개재하여 가로막혀 있으므로 스위치(31)와 스위치(32)의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 또한, 스위치(31)와 스위치 제어 회로(41)를 접속하는 제어 배선 및 스위치(32)와 스위치 제어 회로(41)를 접속하는 제어 배선을 짧게 할 수 있으므로 이들 2개의 제어 배선의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로와 출력측의 신호 경로의 아이솔레이션의 열화가 억제되므로 전력 증폭기(10)의 입출력 간에서 불필요한 고주파 신호의 피드백 루프가 형성되어 전력 증폭기(10)가 발진 동작하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1)에 있어서 모듈 기판(91)은 서로 대향하는 주면(91a 및 91b)을 갖고, 고주파 모듈(1)은 주면(91b)에 배치된 외부 접속 단자(150)를 더 구비하고, 반도체 IC(70)는 주면(91b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면 주면(91b)에는 저배화가 용이한 스위치 제어 회로(41), 스위치(31 및 32)가 배치되어 있으므로 고주파 모듈(1) 전체를 저배화하는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(1)에 있어서 전력 증폭기(10)는 주면(91a)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면 주면(91a)과 주면(91b) 사이를 관통하는 그라운드 비아 도체 을 통해 전력 증폭기(10)와 외부 기판을 접속할 수 있고, 전력 증폭기(10)의 방열 경로로서 열저항이 큰 xy 평면 방향을 따르는 평면 배선 패턴만을 경유한 방열 경로를 배제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)로부터의 외부 기판으로의 방열성이 향상한 소형의 고주파 모듈(1)을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(1)은 저잡음 증폭기(20)를 더 구비하고, 저잡음 증폭기(20)는 주면(91b)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면 송신 신호를 증폭하는 전력 증폭기(10)와, 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(20)가 모듈 기판(91)의 양면에 나누어져 배치되므로 송수신 간의 아이솔레이션이 향상된다.
또한, 고주파 모듈(1A)은 전력 증폭기(10)를 제어하는 PA 제어 회로(42)를 더 구비하고, PA 제어 회로(42)는 반도체 IC(70)에 포함되고, 모듈 기판(91)을 평면으로부터 봤을 경우 반도체 IC(70)에 있어서 스위치 제어 회로(41) 및 PA 제어 회로(42)는 스위치(31)와 스위치(32) 사이에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면 스위치 제어 회로(41)뿐만 아니라 PA 제어 회로(42)도 반도체 IC(70)에 내장되어 있으므로 스위치(31)와 스위치(32)의 거리를 보다 크게 하는 것이 가능해진다.
또한, 고주파 모듈(1B)은 전력 증폭기(10)를 제어하는 PA 제어 회로(42)를 더 구비하고, 전력 증폭기(10)와 PA 제어 회로(42)는 주면(91a) 상에서 적층되어 있어도 좋다.
이것에 의하면 PA 제어 회로(42)와 전력 증폭기(10)가 적층 배치되어 있으므로 고주파 모듈(1B)의 소형화를 촉진할 수 있다. 또한, 전력 증폭기(10)와 PA 제어 회로(42) 사이에서의 온도차를 저감할 수 있다. 이에 따라 전력 증폭기(10)의 증폭 특성을 PA 제어 회로(42)에 의해 고정밀도로 제어할 수 있으므로 상기 증폭 특성을 최적화할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 출력 특성의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 고주파 모듈(1)은 전력 증폭기(10)의 출력 단자와 스위치(32) 사이에 접속된 정합 회로(51)를 더 구비하고, 정합 회로(51)는 인덕터를 포함하고, 상기 인덕터는 주면(91a)에 배치되어 있어도 좋다.
이것에 의하면 스위치(31)와 정합 회로(51)가 모듈 기판(91)의 주면(91b 및 91a)에 나누어져 배치되어 있으므로 스위치(31)와 정합 회로(51)의 전자계 결합을 억제할 수 있다. 따라서, 전력 증폭기(10)의 입력측의 신호 경로와 출력측의 신호 경로의 아이솔레이션의 열화가 보다 한층 억제된다.
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 전력 증폭기(10)의 불안정 동작이 억제된 소형의 통신 장치(5)를 제공하는 것이 가능해진다.
(그 외의 실시형태 등)
이상, 본 발명의 실시형태에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치에 대해서 실시형태, 실시예, 및 변형예를 들어서 설명했지만 본 발명에 의한 고주파 모듈 및 통신 장치는 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 있어서의 임의의 구성 요소를 조합해서 실현되는 별도의 실시형태나, 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 대해서 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 생각나는 각종 변형을 실시해서 얻어지는 변형예나, 상기 고주파 모듈 및 통신 장치를 내장한 각종 기기도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태, 실시예, 및 변형예에 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.
(산업상 이용가능성)
본 발명은 멀티 밴드 대응의 프런트엔드부에 배치되는 고주파 모듈로서 휴대전화 등의 통신 기기에 널리 이용할 수 있다.
1, 1A, 1B: 고주파 모듈 2: 안테나
3: RF 신호 처리 회로(RFIC) 5: 통신 장치
10: 전력 증폭기 20: 저잡음 증폭기
31, 32, 33, 34: 스위치 31a, 32a, 33a, 34a: 공통 단자
31b, 31c, 32b, 32c, 33b, 33c, 34b, 34c: 선택 단자
40: 제어 회로 41: 스위치 제어 회로
42: PA 제어 회로 51, 52: 정합 회로
61, 62: 듀플렉서 61R, 62R: 수신 필터
61T, 62T: 송신 필터 70, 71, 80: 반도체 IC
91: 모듈 기판 91a, 91b: 주면
92, 93: 수지 부재 100: 안테나 접속 단자
111, 112: 송신 입력 단자 120: 수신 출력 단자
130: 제어 신호 단자 150: 외부 접속 단자
160: 범프 전극

Claims (8)

  1. 모듈 기판과,
    전력 증폭기와,
    상기 전력 증폭기의 입력 단자에 접속된 제 1 스위치와,
    상기 전력 증폭기의 출력 단자에 접속된 제 2 스위치와,
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치를 제어하는 스위치 제어 회로를 구비하고,
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 및 상기 스위치 제어 회로는 1칩화된 반도체 IC에 포함되고,
    상기 전력 증폭기 및 상기 반도체 IC는 상기 모듈 기판에 실장되어 있으며,
    상기 모듈 기판을 평면으로부터 봤을 경우 상기 반도체 IC에 있어서 상기 스위치 제어 회로는 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치 사이에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈 기판은 서로 대향하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖고,
    상기 고주파 모듈은 상기 제 2 주면에 배치된 외부 접속 단자를 더 구비하고,
    상기 반도체 IC는 상기 제 2 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 증폭기는 상기 제 1 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    저잡음 증폭기를 더 구비하고,
    상기 저잡음 증폭기는 상기 제 2 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 증폭기를 제어하는 증폭기 제어 회로를 더 구비하고,
    상기 증폭기 제어 회로는 상기 반도체 IC에 포함되고,
    상기 모듈 기판을 평면으로부터 봤을 경우 상기 반도체 IC에 있어서 상기 스위치 제어 회로 및 상기 증폭기 제어 회로는 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치 사이에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 증폭기를 제어하는 증폭기 제어 회로를 더 구비하고,
    상기 전력 증폭기와 상기 증폭기 제어 회로는 상기 제 1 주면 상에서 적층되어 있는 고주파 모듈.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 증폭기의 출력 단자와 상기 제 2 스위치 사이에 접속된 임피던스 정합 회로를 더 구비하고,
    상기 임피던스 정합 회로는 인덕터를 포함하고,
    상기 인덕터는 상기 제 1 주면에 배치되어 있는 고주파 모듈.
  8. 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 4 항 중 어느 한 항에 기재된 고주파 모듈을 구비하는 통신 장치.
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