WO2022097367A1 - 高周波モジュール及び通信装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention generally relates to a high frequency module and a communication device, and more particularly to a high frequency module including a plurality of filters and a communication device including the same.
- Patent Document 1 discloses a high frequency module including a plurality of filters, a switch, and a variable phase detector.
- the plurality of filters include a first filter and a second filter.
- the first filter passes a signal in the first frequency band.
- the second filter passes signals in the second frequency band.
- the switch electrically connects only the first filter to the antenna in the single mode communicating only the signals in the first frequency band.
- the switch electrically connects the first filter, the second filter, and the variable phase detector to the antenna in the case of carrier aggregation mode in which the signal in the first frequency band and the signal in the second frequency band are simultaneously communicated.
- a first path through which a signal in the first frequency band passes in a first mode such as a single mode
- a second path through which a signal in the first frequency band passes in a second mode such as a carrier aggregation mode.
- An object of the present invention is to provide a high frequency module and a communication device capable of improving the isolation between the first path and the second path.
- the high frequency module includes an antenna terminal, a first filter, a second filter, and a switch circuit.
- the first filter is a filter having a first frequency band as a pass band.
- the second filter is a filter having a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
- the switch circuit is connected between the antenna terminal and the first filter.
- the high frequency module has a first mode capable of simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception using both the first filter and the second filter, and the first of the first filter and the second filter. It is possible to operate in the second mode in which transmission or reception using only one filter is possible.
- the switch circuit includes a first switching element, a second switching element, a third switching element, and a fourth switching element.
- the first switching element is provided in a first path that can be used between the antenna terminal and the first filter in the first mode.
- the second switching element is provided between the first path and the ground.
- the third switching element is provided in a second path that can be used between the antenna terminal and the first filter in the second mode.
- the fourth switching element is provided between the second path and the ground.
- the high frequency module further comprises a phase circuit.
- the phase circuit is provided in at least one of the first path and the second path, and changes the phase of the high frequency signal.
- the high frequency module includes an antenna terminal, a first filter, a second filter, and a switch circuit.
- the first filter is a filter having a first frequency band as a pass band.
- the second filter is a filter having a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
- the switch circuit is connected between the antenna terminal and the first filter.
- the high frequency module has a first mode capable of simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception using both the first filter and the second filter, and the first of the first filter and the second filter. It is possible to operate in the second mode in which transmission or reception using only one filter is possible.
- the high frequency module includes a first switching element, a second switching element, and a third switching element.
- the first switching element is provided in a first path that can be used between the antenna terminal and the first filter in the first mode.
- the second switching element is provided in a second path that can be used between the antenna terminal and the first filter in the second mode.
- the third switching element is provided between the common path between the first path and the second path and the ground.
- the high frequency module further comprises a phase circuit.
- the phase circuit is provided in at least one of the first path and the second path, and changes the phase of the high frequency signal.
- the communication device includes the high frequency module of the above aspect and the signal processing circuit.
- the signal processing circuit is connected to the high frequency module.
- the high frequency module and communication device can improve the isolation between the first path and the second path.
- FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency module according to the first embodiment and a communication device including the module.
- FIG. 2 is a circuit diagram of the same high frequency module.
- FIG. 3 is a circuit diagram of the same high frequency module.
- 4A to 4C are operation explanatory diagrams of the same high frequency module.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the same high frequency module.
- FIG. 6 is a circuit diagram of a high frequency module according to a modified example of the first embodiment.
- FIG. 7 is a circuit diagram of the high frequency module according to the second embodiment.
- FIG. 8 is a circuit diagram of the high frequency module according to the third embodiment.
- FIG. 9 is a circuit diagram of the high frequency module according to the fourth embodiment.
- FIG. 1 is a circuit diagram of a high frequency module according to the first embodiment and a communication device including the module.
- FIG. 2 is a circuit diagram of the same high frequency module.
- FIG. 3 is a circuit diagram of the same high
- FIG. 10 is a circuit diagram of the high frequency module according to the fifth embodiment.
- FIG. 11 is a circuit diagram of the same high frequency module.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the same high frequency module.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of the high frequency module according to the modified example of the fifth embodiment.
- FIG. 14 is a circuit diagram of the high frequency module according to the sixth embodiment.
- 15A to 15C are operation explanatory diagrams of the same high frequency module.
- FIGS. 5, 12 and 13 referred to in the following embodiments and the like are all schematic views, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. Not always.
- the high frequency module 1 is used, for example, in the communication device 300.
- the communication device 300 is, for example, a mobile phone (for example, a smartphone), but is not limited to this, and may be, for example, a wearable terminal (for example, a smart watch) or the like.
- the high frequency module 1 is a module capable of supporting, for example, a 4G (4th generation mobile communication) standard and a 5G (5th generation mobile communication) standard.
- the 4G standard is, for example, a 3GPP (Third Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) standard.
- the 5G standard is, for example, 5G NR (New Radio).
- the high frequency module 1 is a module capable of supporting carrier aggregation and dual connectivity.
- the high frequency module 1 is configured so that, for example, the transmission signal input from the signal processing circuit 301 can be amplified and output to the antenna 310. Further, the high frequency module 1 is configured to amplify the received signal input from the antenna 310 and output it to the signal processing circuit 301.
- the signal processing circuit 301 is not a component of the high frequency module 1, but a component of the communication device 300 including the high frequency module 1.
- the high frequency module 1 according to the first embodiment is controlled by, for example, the signal processing circuit 301 included in the communication device 300.
- the communication device 300 includes a high frequency module 1 and a signal processing circuit 301.
- the communication device 300 further includes an antenna 310.
- the signal processing circuit 301 includes, for example, an RF signal processing circuit 302 and a baseband signal processing circuit 303.
- the RF signal processing circuit 302 is, for example, an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit), and performs signal processing on a high frequency signal.
- the RF signal processing circuit 302 performs signal processing such as up-conversion on the high frequency signal (transmission signal) output from the baseband signal processing circuit 303, and outputs the signal processed high frequency signal. Further, the RF signal processing circuit 302 performs signal processing such as down-conversion on the high frequency signal (received signal) output from the high frequency module 1, and uses the processed high frequency signal as a baseband signal processing circuit. Output to 303.
- the baseband signal processing circuit 303 is, for example, a BBIC (Baseband Integrated Circuit).
- the baseband signal processing circuit 303 generates an I-phase signal and a Q-phase signal from the baseband signal.
- the baseband signal is, for example, an audio signal, an image signal, or the like input from the outside.
- the baseband signal processing circuit 303 performs IQ modulation processing by synthesizing an I-phase signal and a Q-phase signal, and outputs a transmission signal.
- the transmission signal is generated as a modulation signal (IQ signal) in which a carrier signal having a predetermined frequency is amplitude-modulated with a period longer than the period of the carrier signal.
- IQ signal modulation signal
- the received signal processed by the baseband signal processing circuit 303 is used, for example, for displaying an image as an image signal or for a call of a user of the communication device 300 as an audio signal.
- the high frequency module 1 transmits a high frequency signal (received signal, transmitted signal) between the antenna 310 and the RF signal processing circuit 302 of the signal processing circuit 301.
- the high frequency module 1 includes an antenna terminal 80, a first filter 21, a second filter 22, and a switch circuit 31.
- the antenna terminal 80 is connected to the antenna 310 (see FIG. 1).
- the first filter 21 is a filter having a first frequency band as a pass band.
- the second filter 22 is a filter having a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
- the switch circuit 31 is connected between the antenna terminal 80 and the first filter 21.
- the high frequency module 1 has a first mode capable of simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception using both the first filter 21 and the second filter 22, and the first of the first filter 21 and the second filter 22. It is possible to operate in the second mode in which transmission or reception using only the filter 21 is possible.
- the first mode is a mode in which a high frequency signal in the first frequency band and a high frequency signal in the second frequency band are simultaneously communicated (simultaneous transmission or simultaneous reception or simultaneous transmission / reception).
- the second mode is a mode for communicating only high frequency signals in the second frequency band.
- the switch circuit 31 includes a first switching element Q1, a second switching element Q2, a third switching element Q3, and a fourth switching element Q4.
- the first switching element Q1 is provided in the first path r11 that can be used between the antenna terminal 80 and the first filter 21 in the first mode.
- the second switching element Q2 is provided between the first path r11 and the ground.
- the third switching element Q3 is provided in the second path r12 that can be used between the antenna terminal 80 and the first filter 21 in the second mode.
- the fourth switching element Q4 is provided between the second path r12 and the ground.
- the high frequency module 1 further includes a phase circuit 7.
- the phase circuit 7 is provided in the first path r11.
- the first filter 21 is, for example, a duplexer including a transmission filter 211 and a reception filter 212.
- the first frequency band, which is the pass band of the first filter 21, includes, for example, a transmission band of the first communication band and a reception band of the first communication band.
- the pass band of the transmission filter 211 includes, for example, the transmission band of the first communication band.
- the pass band of the reception filter 212 includes, for example, the reception band of the first communication band.
- the second filter 22 is, for example, a duplexer including a transmit filter 221 and a receive filter 222.
- the second frequency band, which is the pass band of the second filter 22, includes, for example, a transmission band of the second communication band and a reception band of the second communication band.
- the pass band of the transmission filter 221 includes the transmission band of the second communication band.
- the pass band of the reception filter 222 includes the reception band of the second communication band.
- the first communication band is, for example, Band 8, Band 5, or Band 1 of the 3GPP LTE standard.
- the second communication band is, for example, one of 3GPP LTE standard Band 20, Band 28A / Band 28B, and 5G NR n20, n28A.
- the first communication band is Band 5
- the second communication band is, for example, either Band 12 of the 3GPP LTE standard or Band 13, n12 of 5G NR.
- the second communication band is any of Band 3, Band 7, and 5G NR n3, n7 of the 3GPP LTE standard.
- the high frequency module 1 further includes a second switch circuit 32 in addition to the first switch circuit 31 which is the switch circuit 31.
- the second switch circuit 32 is connected between the antenna terminal 80 and the second filter 22.
- the second switch circuit 32 includes a fifth switching element Q5 and a sixth switching element Q6.
- the fifth switching element Q5 is provided in the signal path r2 between the antenna terminal 80 and the second filter 22.
- the sixth switching element Q6 is provided between the signal path r2 and the ground.
- the signal path r2 constitutes the third path.
- the high frequency module 1 further includes a third filter 23 and a fourth filter 24, as shown in FIG.
- the third filter 23 is a filter having a third frequency band as a pass band.
- the fourth filter 24 is a filter having a fourth frequency band as a pass band.
- the first to fourth frequency bands are frequency bands different from each other.
- the third filter 23 is, for example, a duplexer including a transmit filter 231 and a receive filter 232.
- the fourth filter 24 is, for example, a duplexer including a transmission filter 241 and a reception filter 242.
- the high frequency module 1 includes a third switch circuit 33 connected between the antenna terminal 80 and the third filter 23, and a fourth switch circuit 34 connected between the antenna terminal 80 and the fourth filter 24. , Are further provided.
- the third switch circuit 33 includes a seventh switching element Q7 and an eighth switching element Q8.
- the seventh switching element Q7 is provided in the signal path r3 between the antenna terminal 80 and the third filter 23.
- the eighth switching element Q8 is provided between the signal path r3 and the ground.
- the fourth switch circuit 34 has a ninth switching element Q9 and a tenth switching element Q10.
- the ninth switching element Q9 is provided in the signal path r4 between the antenna terminal 80 and the fourth filter 24.
- the tenth switching element Q10 is provided between the signal path r4 and the ground.
- the high frequency module 1 further includes a power amplifier 11, a controller 14, an output matching circuit 13, and a low noise amplifier 15.
- the high frequency module 1 further includes a first switch 4, a second switch 5, and a third switch 6 including first to tenth switching elements Q1 to Q10 (see FIG. 2). ..
- the high frequency module 1 includes a plurality of external connection terminals 8 including the above-mentioned antenna terminal 80.
- the plurality of external connection terminals 8 include an antenna terminal 80, a signal input terminal 81, a signal output terminal 82, a plurality of first control terminals 83, a plurality of second control terminals 84, and a plurality of ground terminals 85 (FIG. 5) and the power supply terminal Vcc.
- the communication device 300 further includes a circuit board on which the high frequency module 1 is mounted.
- the circuit board is, for example, a printed wiring board.
- the circuit board has a ground electrode to which a ground potential is applied.
- the plurality of ground terminals 85 are terminals that are electrically connected to the ground electrode of the circuit board included in the communication device 300 and are given a ground potential.
- the power amplifier 11 has an input terminal and an output terminal.
- the power amplifier 11 amplifies the transmission signals in the first to fourth frequency bands input to the input terminal and outputs them from the output terminal.
- the input terminal of the power amplifier 11 is connected to the signal input terminal 81.
- the input terminal of the power amplifier 11 is connected to the signal processing circuit 301 via the signal input terminal 81.
- the signal input terminal 81 is a terminal for inputting a high frequency signal (transmission signal) from an external circuit (for example, a signal processing circuit 301) to the high frequency module 1.
- the output terminal of the power amplifier 11 and the first to fourth filters 21 to 24 can be connected via the output matching circuit 13 and the second switch 5.
- the second switch 5 has a common terminal 50 and a plurality of (for example, four) selection terminals 51 to 54.
- the output terminal of the power amplifier 11 is connected to the common terminal 50 of the second switch 5 via the output matching circuit 13, and the four selection terminals 51, 52, 53, 54 of the second switch 5 are four. It is connected one-to-one with two transmission filters 211, 221 231 and 241.
- the power amplifier 11 is controlled by the controller 14.
- the power amplifier 11 is a multi-stage amplifier including, for example, a driver stage amplifier and a final stage amplifier.
- the input terminal of the driver stage amplifier is connected to the signal input terminal 81
- the output terminal of the driver stage amplifier is connected to the input terminal of the final stage amplifier
- the output terminal of the final stage amplifier is connected to the output matching circuit 13. Will be done.
- a power supply voltage is applied to the power amplifier 11 from the power supply terminal Vcc.
- the power amplifier 11 is not limited to the multi-stage amplifier, and may be, for example, an in-phase synthesis amplifier or a differential synthesis amplifier.
- the controller 14 is connected to the driver stage amplifier and the output stage amplifier of the power amplifier 11.
- the controller 14 is connected to the signal processing circuit 301 via a plurality of (for example, four) first control terminals 83.
- the plurality of first control terminals 83 are terminals for inputting a control signal from an external circuit (for example, a signal processing circuit 301) to the controller 14.
- the controller 14 controls the power amplifier 11 based on the control signals acquired from the plurality of first control terminals 83.
- the controller 14 controls the power amplifier 11 according to the control signal from the RF signal processing circuit 302.
- the controller 14 supplies, for example, a first bias current to the driver stage amplifier and a second bias current to the output stage amplifier based on the control signal from the RF signal processing circuit 302.
- the output matching circuit 13 is provided in the signal path between the output terminal of the power amplifier 11 and the common terminal 50 of the second switch 5.
- the output matching circuit 13 is a circuit for achieving impedance matching between the power amplifier 11 and the four transmission filters 211, 221 231 and 241.
- the output matching circuit 13 includes, for example, an inductor connected between the output terminal of the power amplifier 11 and the common terminal 50 of the second switch 5.
- the output matching circuit 13 may include, for example, a plurality of inductors and a plurality of capacitors.
- the low noise amplifier 15 has an input terminal and an output terminal.
- the low noise amplifier 15 amplifies the received signal in the first to fourth frequency bands input to the input terminal and outputs it from the output terminal.
- the input terminal of the low noise amplifier 15 is connected to the common terminal 60 of the third switch 6.
- the high frequency module 1 may include an input matching circuit provided between the input terminal of the low noise amplifier 15 and the common terminal 60 of the third switch 6.
- the output terminal of the low noise amplifier 15 is connected to the signal output terminal 82.
- the output terminal of the low noise amplifier 15 is connected to the signal processing circuit 301 via, for example, the signal output terminal 82.
- the signal output terminal 82 is a terminal for outputting a high frequency signal (received signal) from the low noise amplifier 15 to an external circuit (for example, a signal processing circuit 301).
- the input terminal of the low noise amplifier 15 and the first to fourth filters 21 to 24 can be connected via the third switch 6.
- the third switch 6 has a common terminal 60 and a plurality of (for example, four) selection terminals 61 to 64.
- the input terminal of the low noise amplifier 15 is connected to the common terminal 60 of the third switch 6, and the four selection terminals 61, 62, 63, 64 of the third switch 6 are the four receive filters 212, 222, It is connected one-to-one with 232 and 242.
- the first switch 4 has a common terminal 49 and five selection terminals 40 to 44.
- the common terminal 49 is connected to the antenna terminal 80.
- the high frequency module 1 is not limited to the case where the common terminal 49 and the antenna terminal 80 are connected without interposing other circuit elements, and may be connected, for example, via a low-pass filter and a coupler.
- the selection terminal 40 is connected to the first filter 21 (the connection point between the output terminal of the transmission filter 211 and the input terminal of the reception filter 212).
- the selection terminal 40 is connected to the first filter 21 via the above-mentioned phase circuit 7 or the like.
- the selection terminal 41 is connected to the first filter 21 (the connection point between the output terminal of the transmission filter 211 and the input terminal of the reception filter 212).
- the selection terminal 42 is connected to the second filter 22 (the connection point between the output terminal of the transmission filter 221 and the input terminal of the reception filter 222).
- the selection terminal 43 is connected to the third filter 23 (the connection point between the output terminal of the transmission filter 231 and the input terminal of the reception filter 232).
- the selection terminal 44 is connected to the fourth filter 24 (the connection point between the output terminal of the transmission filter 241 and the input terminal of the reception filter 242).
- the first switch 4 is, for example, a switch capable of connecting at least one or more of the five selection terminals 40 to 44 to the common terminal 49.
- the first switch 4 is, for example, a switch capable of one-to-one and one-to-many connections.
- the signal path r1 between the antenna terminal 80 and the first filter 21 includes the above-mentioned first path r11 and second path r12.
- the first switch 4 as shown in FIG. 2, a part of the above-mentioned first path r11 is formed between the common terminal 49 and the selection terminal 40, and a common terminal is formed in a part of the first path r11.
- a first switching element Q1 is provided between 49 and the selection terminal 40.
- a second switching element Q2 is provided between a part of the first path r11 and the ground. The second switching element Q2 is connected to the path between the first switching element Q1 and the first filter 21 in the first path r11.
- the second switching element Q2 is provided between the portion between the first switching element Q1 and the selection terminal 40 and the ground in a part of the first path r11.
- the fourth switching element Q4 is connected to the path between the third switching element Q3 and the first filter 21 in the second path r12. More specifically, the fourth switching element Q4 is provided between the portion between the third switching element Q3 and the selection terminal 41 and the ground in a part of the second path r12.
- a part of the above-mentioned second path r12 is formed between the common terminal 49 and the selection terminal 41, and the common terminal 49 and the selection terminal 41 are formed in a part of the second path r12.
- a third switching element Q3 is provided between the two.
- a fourth switching element Q4 is provided between a part of the second path r12 and the ground.
- the fourth switching element Q4 is connected to the path between the third switching element Q3 and the first filter 21 in the second path r12. More specifically, the fourth switching element Q4 is provided between the portion between the third switching element Q3 and the selection terminal 41 and the ground in a part of the second path r12.
- a part of the above-mentioned signal path r2 is formed between the common terminal 49 and the selection terminal 42, and the common terminal 49 and the selection terminal 42 are formed in a part of the signal path r2.
- a fifth switching element Q5 is provided between them.
- a sixth switching element Q6 is provided between a part of the signal path r2 and the ground.
- a part of the signal path r3 between the antenna terminal 80 and the third filter 23 is formed between the common terminal 49 and the selection terminal 43, and in a part of the signal path r3.
- a seventh switching element Q7 is provided between the common terminal 49 and the selection terminal 43.
- an eighth switching element Q8 is provided between a part of the signal path r3 and the ground.
- a part of the signal path r4 between the antenna terminal 80 and the fourth filter 24 is formed between the common terminal 49 and the selection terminal 44, and in a part of the signal path r4.
- a ninth switching element Q9 is provided between the common terminal 49 and the selection terminal 44.
- a tenth switching element Q10 is provided between a part of the signal path r4 and the ground.
- the high frequency module 1 further includes a control circuit 16 that controls the first switch circuit 31.
- the control circuit 16 controls the first to fourth switching elements Q4 of the first switch circuit 31.
- the control circuit 16 also controls the fifth switching element Q5 and the sixth switching element Q6 of the second switch circuit 32.
- the control circuit 16 also controls the seventh switching element Q7 and the eighth switching element Q8 of the third switch circuit 33.
- the control circuit 16 also controls the ninth switching element Q9 and the tenth switching element Q10 of the fourth switch circuit 34.
- control circuit 16 controls the first to tenth switching elements Q1 to Q10 to be in a conducting state (on) or a non-conducting state (off), respectively.
- the control circuit 16 controls the first to tenth switching elements Q1 to Q10 of the first switch 4 based on the control signals acquired from the plurality of second control terminals 84.
- the control circuit 16 is a logic circuit that controls the first switch 4 according to a control signal from the signal processing circuit 301.
- the control signal received by the control circuit 16 from the RF signal processing circuit 302 is, for example, a single communication of a first command and a first communication band corresponding to carrier aggregation or dual connectivity between the first communication band and the second communication band. The corresponding second command, etc.
- the high frequency module 1 operates in the first mode when the control circuit 16 receives the first command, and operates in the second mode when the control circuit 16 receives the second command.
- the high frequency module 1 has a one-chip IC chip 10 (see FIG. 5) including a first switch 4 and a control circuit 16.
- the second switch 5 has a common terminal 50 and four selection terminals 51 to 54.
- the common terminal 50 is connected to the output terminal of the power amplifier 11 via the output matching circuit 13.
- the selection terminal 51 is connected to the input terminal of the transmission filter 211 (the transmission terminal of the duplexer constituting the first filter 21).
- the selection terminal 52 is connected to the input terminal of the transmission filter 221 (the transmission terminal of the duplexer constituting the second filter 22).
- the selection terminal 53 is connected to the input terminal of the transmission filter 231 (the transmission terminal of the duplexer constituting the third filter 23).
- the selection terminal 54 is connected to the input terminal of the transmission filter 241 (the transmission terminal of the duplexer constituting the fourth filter 24).
- the second switch 5 is, for example, a switch capable of connecting at least one or more of the four selection terminals 51 to 54 to the common terminal 50.
- the second switch 5 is, for example, a switch capable of one-to-one and one-to-many connections.
- the second switch 5 is controlled by, for example, the controller 14.
- the second switch 5 switches the connection state between the common terminal 50 and the four selection terminals 51 to 54, for example, according to the control signal from the controller 14.
- the second switch 5 is, for example, a switch IC (Integrated Circuit).
- the third switch 6 has a common terminal 60 and four selection terminals 61 to 64.
- the common terminal 60 is connected to the input terminal of the low noise amplifier 15.
- the selection terminal 61 is connected to the output terminal of the reception filter 212 (the reception terminal of the duplexer constituting the first filter 21).
- the selection terminal 62 is connected to the output terminal of the reception filter 222 (the reception terminal of the duplexer constituting the second filter 22).
- the selection terminal 63 is connected to the output terminal of the reception filter 232 (the reception terminal of the duplexer constituting the third filter 23).
- the selection terminal 64 is connected to the output terminal of the reception filter 242 (the reception terminal of the duplexer constituting the fourth filter 24).
- the third switch 6 is, for example, a switch capable of connecting at least one or more of the four selection terminals 61 to 64 to the common terminal 60.
- the third switch 6 is, for example, a switch capable of one-to-one and one-to-many connections.
- the third switch 6 is controlled by, for example, the controller 14.
- the third switch 6 switches the connection state between the common terminal 60 and the four selection terminals 61 to 64 according to the control signal from the controller 14, for example.
- the third switch 6 is, for example, a switch IC.
- the phase circuit 7 is provided in the first path r11 of the signal path r1 and changes the phase of the high frequency signal.
- the phase circuit 7 also serves as a matching circuit for matching the impedance between the first filter 21 and the antenna terminal 80 in the first mode.
- the phase circuit 7 includes a capacitor C1 as shown in FIG.
- the capacitor C1 is provided between the first switching element Q1 and the first filter 21 in the first path r11. More specifically, the capacitor C1 is a connection point T1 between the first switching element Q1 and the second switching element Q2, and a connection point between the first path r11 and the second path r12 in the signal path r1 and is a first filter. It is provided between the connection point T0 connected to 21 and the connection point T0.
- the capacitor C1 is provided between the selection terminal 40 to which the first switching element Q1 is connected and the connection point T0.
- the connection point T2 between the third switching element Q3 and the fourth switching element Q4 and the connection point T0 are connected without going through the phase circuit 7.
- the first filter 21 is circuit-designed so as to have a predetermined frequency characteristic when the high frequency module 1 operates in the second mode, and in the phase circuit 7, the high frequency module 1 is the first.
- the circuit is designed to match the impedance between the first filter 21 and the antenna terminal 80 when operating in the mode.
- the high frequency module 1 has a first mode capable of simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception using both the first filter 21 and the second filter 22. It is possible to operate in the second mode in which transmission or reception using only the first filter 21 of the first filter 21 and the second filter 22 is possible. Further, the high frequency module 1 can also operate in the third mode in which transmission or reception using only the second filter 22 of the first filter 21 and the second filter 22 is possible. In the high frequency module 1, when simultaneous transmission using both the first filter 21 and the second filter 22 in the first mode, the common terminal 50 of the second switch 5 is connected to the two selection terminals 51 and 52. ..
- the common terminal 60 of the third switch 6 when simultaneous reception using both the first filter 21 and the second filter 22 in the first mode, the common terminal 60 of the third switch 6 is connected to the two selection terminals 61 and 62. .. Further, in the high frequency module 1, when transmission is performed using only the first filter 21 in the second mode, the common terminal 50 of the second switch 5 is connected to one selection terminal 51. Further, in the high frequency module 1, when reception is performed using only the second filter 22 in the third mode, the common terminal 60 of the third switch 6 is connected to one selection terminal 62.
- the second switch 5 and the third switch 6 are controlled by, for example, the controller 14. Further, the controller 14 controls the second switch 5 and the third switch 6 based on the control signal from the signal processing circuit 301, for example. The controller 14 also controls the power amplifier 11.
- FIGS. 4A to 4C in order to make it easy to understand the conduction state (on) and non-conduction state (off) of the first to tenth switching elements Q1 to Q10, the graphic symbols of the first to tenth switching elements Q1 to Q10 are shown. It is indicated by the graphic symbol of the switch instead of the graphic symbol of the FET.
- each of the first to tenth switching elements Q1 to Q10 is a FET, each of the first to tenth switching elements Q1 to Q10 becomes conductive when the gate-source voltage of the FET is equal to or higher than the gate threshold voltage.
- the control circuit 16 controls the first to tenth switching elements Q10 by controlling the gate-source voltage of the FETs constituting the first to tenth switching elements Q1 to Q10, respectively.
- the control circuit 16 controls the first to tenth switching elements Q1 to Q10 based on the control signal from the signal processing circuit 301, for example.
- the control circuit 16 controls the first to tenth switching elements Q1 to Q10 so as to correspond to the first mode.
- the control circuit 16 receives the second command from the signal processing circuit 301
- the control circuit 16 controls the first to tenth switching elements Q1 to Q10 so as to correspond to the second mode.
- the states of the first to tenth switching elements Q1 to Q10 are respectively. , The state shown in FIG. 4B. Further, in the high frequency module 1, in the case of the second mode in which transmission or reception is performed using only the first filter 21 of the first filter 21 and the second filter 22, each of the first to tenth switching elements Q1 to Q10 is used. The state is the state shown in FIG. 4A.
- each of the first to tenth switching elements Q1 to Q10 is used.
- the state is the state shown in FIG. 4C.
- the first switching element Q1 of the first path r11 is in the conduction state (ON), and the third switching element Q3 of the second path r12 is in the conduction state (ON). It is a non-conducting state (off), and the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 are in a non-conducting state (off).
- the fourth switching element Q4 in the first mode, is in a non-conducting state (off), so that the second path r12 is not electrically connected to the ground and is in an open state with respect to the ground. , It is possible to prevent the high frequency signal from being unable to pass through the first path r11 at the time of simultaneous transmission.
- the fifth switching element Q5 of the signal path r2 is in the conduction state (ON), and the second switch circuit 32 is between the signal path r2 and the ground. 6
- the switching element Q6 is in a non-conducting state (off).
- the seventh switching element Q7 of the signal path r3 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r3 and the ground.
- the eighth switching element Q8 is in the conduction state (on).
- the eighth switching element Q8 When the eighth switching element Q8 is in the conduction state (ON), the signal path r3 of the third switch circuit 33 is electrically connected to the ground (it is in a state of being short-circuited with respect to the ground). Further, in the case of the first mode, as shown in FIG. 4B, in the fourth switch circuit 34, the ninth switching element Q9 of the signal path r4 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r4 and the ground. The tenth switching element Q10 is in a conductive state (on). When the tenth switching element Q10 is in the conduction state (ON), the signal path r4 of the fourth switch circuit 34 is electrically connected to the ground (in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the first switching element Q1 of the first path r11 is in a non-conducting state (off)
- the third switching element Q3 of the second path r12 is in a non-conducting state (off).
- the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 are in a non-conducting state (off).
- the first path r11 is not electrically connected to the ground (it is in an open state with respect to the ground) because the second switching element Q2 is in the non-conducting state (off).
- the fifth switching element Q5 of the signal path r2 is in the non-conducting state (off), and the sixth between the signal path r2 and the ground.
- the switching element Q6 is in a conductive state (on).
- the sixth switching element Q6 is in the conduction state (ON)
- the signal path r2 of the second switch circuit 32 is electrically connected to the ground (it is in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the seventh switching element Q7 of the signal path r3 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r3 and the ground.
- the eighth switching element Q8 is in the conduction state (on).
- the signal path r3 of the third switch circuit 33 is electrically connected to the ground (it is in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the ninth switching element Q9 of the signal path r4 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r4 and the ground.
- the tenth switching element Q10 is in a conductive state (on).
- the signal path r4 of the fourth switch circuit 34 is electrically connected to the ground (in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the first switching element Q1 of the first path r11 is in a non-conducting state (off)
- the third switching element Q3 of the second path r12 is in a non-conducting state (off).
- the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 are in a conducting state (on).
- the second switching element Q2 is in the conductive state (ON)
- the first path r11 is electrically connected to the ground (it is in a short-circuited state with respect to the ground).
- each of the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 is in a conductive state, so that each of the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 is in a non-conducting state. It is possible to suppress the deterioration of characteristics due to the influence of parasitic capacitance.
- the fifth switching element Q5 of the signal path r2 is in the conduction state (ON), and the sixth switching between the signal path r2 and the ground is performed.
- the element Q6 is in a non-conducting state (off).
- the seventh switching element Q7 of the signal path r3 is in the non-conducting state (off)
- the eighth switching element Q8 is in the conducting state (not conducting).
- the ninth switching element Q9 of the signal path r4 is in the non-conducting state (off)
- the tenth switching element Q10 is in the conducting state (not conducting). On).
- control circuit 16 will be described in more detail.
- the control circuit 16 When the control circuit 16 receives the first command, as shown in FIG. 4B described above, the control circuit 16 controls the first switching element Q1 and the fifth switching element Q5 in a conductive state, and the second switching element Q2 and the third switching element. Q3, the 4th switching element Q4, the 6th switching element Q6, the 7th switching element Q7 and the 9th switching element Q9 are controlled in a non-conducting state, and the 8th switching element Q8 and the 10th switching element Q10 are controlled in a conductive state. .. Therefore, in the case of the first mode, the control circuit 16 puts both the third switching element Q3 and the fourth switching element Q4 corresponding to the second path r12 into a non-conducting state.
- the control circuit 16 controls the third switching element Q3 to be in a conductive state, and the first switching element Q1, the second switching element Q2, and the fourth switching.
- the element Q4, the fifth switching element Q5, the seventh switching element Q7, and the ninth switching element Q9 are controlled in a non-conducting state, and the eighth switching element Q8 and the tenth switching element Q10 are controlled in a conductive state. Therefore, in the case of the second mode, the control circuit 16 puts both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 in a non-conducting state.
- the first switching element Q1, the third switching element Q3, the fifth switching element Q5, the seventh switching element Q7, and the ninth switching element Q9 may be referred to as a series switch without distinction.
- the second switching element Q2, the fourth switching element Q4, the sixth switching element Q6, the eighth switching element Q8, and the tenth switching element Q10 may be referred to as a shunt switch without distinction.
- the high frequency module 1 has a plurality (five) pairs of a series switch and a shunt switch.
- the plurality of pairs are a pair of a first switching element Q1 and a second switching element Q2, a pair of a third switching element Q3 and a fourth switching element Q4, and a fifth switching element Q5 and a sixth switching element Q6. It includes a pair, a pair of a seventh switching element Q7 and an eighth switching element Q8, and a pair of a ninth switching element Q9 and a tenth switching element Q10.
- the control circuit 16 when operating in the first mode, puts both the series switch and the shunt switch corresponding to the second path r12 into a non-conducting state, and sets the first path r11, the signal path r2, and the signal path.
- the series switch and the shunt switch in the pair of the series switch and the shunt switch corresponding to each of r3 and the signal path r4 are exclusively controlled.
- "Exclusively controlling the series switch and the shunt switch in the pair” means that one of the series switch and the shunt switch is controlled to be in a conductive state and the other is in a non-conducting state in relation to the pair of the series switch and the shunt switch. Means to control.
- the control circuit 16 when operating in the second mode, sets both the series switch and the shunt switch corresponding to the first path r11 in a non-conducting state, and sets the second path r12 and the signal path r2 ( Third path), the series switch and the shunt switch in the pair of the series switch and the shunt switch corresponding to each of the signal path r3 and the signal path r4 are exclusively controlled.
- the high frequency module 1 includes a mounting board 9 on which a plurality of circuit components (first filter 21, second filter 22, IC chip 10, etc.) of the high frequency module 1 are mounted. Further, the high frequency module 1 includes a plurality of external connection terminals 8. Further, the high frequency module 1 further includes a first resin layer 17, a second resin layer 18, and a shield layer 19.
- the mounting board 9 has a first main surface 91 and a second main surface 92 facing each other in the thickness direction D1 of the mounting board 9.
- the mounting substrate 9 is, for example, a multilayer substrate including a plurality of dielectric layers and a plurality of conductive layers.
- the plurality of dielectric layers and the plurality of conductive layers are laminated in the thickness direction D1 of the mounting substrate 9.
- the plurality of conductive layers are formed in a predetermined pattern defined for each layer.
- Each of the plurality of conductive layers includes one or a plurality of conductor portions in one plane orthogonal to the thickness direction D1 of the mounting substrate 9.
- the material of each conductive layer is, for example, copper.
- the plurality of conductive layers include a ground layer.
- the mounting substrate 9 is, for example, an LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) substrate.
- the mounting substrate 9 is not limited to the LTCC substrate, and may be, for example, a printed wiring board, an HTCC (High Temperature Co-fired Ceramics) substrate, or a resin multilayer substrate.
- the mounting board 9 is not limited to the LTCC board, and may be, for example, a wiring structure.
- the wiring structure is, for example, a multi-layer structure.
- the multilayer structure includes at least one insulating layer and at least one conductive layer.
- the insulating layer is formed in a predetermined pattern. When there are a plurality of insulating layers, the plurality of insulating layers are formed in a predetermined pattern determined for each layer.
- the conductive layer is formed in a predetermined pattern different from the predetermined pattern of the insulating layer. When there are a plurality of conductive layers, the plurality of conductive layers are formed in a predetermined pattern determined for each layer.
- the conductive layer may include one or more rewiring portions.
- the first surface is the first main surface 91 of the mounting board 9, and the second surface is the second main surface 92 of the mounting board 9.
- the wiring structure may be, for example, an interposer.
- the interposer may be an interposer using a silicon substrate or a substrate composed of multiple layers.
- the first main surface 91 and the second main surface 92 of the mounting board 9 are separated from each other in the thickness direction D1 of the mounting board 9, and intersect with the thickness direction D1 of the mounting board 9.
- the first main surface 91 of the mounting board 9 is, for example, orthogonal to the thickness direction D1 of the mounting board 9, but may include, for example, the side surface of the conductor portion as a surface not orthogonal to the thickness direction D1.
- the second main surface 92 of the mounting board 9 is, for example, orthogonal to the thickness direction D1 of the mounting board 9, but includes, for example, the side surface of the conductor portion as a surface not orthogonal to the thickness direction D1. You may.
- first main surface 91 and the second main surface 92 of the mounting substrate 9 may be formed with fine irregularities, concave portions or convex portions.
- the inner surface of the recess is included in the first main surface 91.
- the circuit components of the first group among the plurality of circuit components are mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9.
- the circuit components of the first group include, for example, the first to fourth filters 21 to 24 (see FIG. 1), the power amplifier 11, the circuit elements of the output matching circuit 13 (see FIG. 1), and the circuit of the phase circuit 7. Includes an element (capacitor C1).
- the capacitor C1 is, for example, a surface mount type capacitor. "The circuit component is mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9" means that the circuit component is arranged on the first main surface 91 of the mounting board 9 (mechanically connected). And that the circuit component is electrically connected to (the appropriate conductor portion) of the mounting board 9.
- the circuit components of the second group among the plurality of circuit components are mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9.
- the circuit components of the second group include an IC chip 10 including a first switch 4 and a control circuit 16, a second switch 5 (see FIG. 1), a third switch 6 (see FIG. 1), and a controller 14 (FIG. 1). 1) and a low noise amplifier 15 (see FIG. 1).
- the circuit component is mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9 means that the circuit component is arranged on the second main surface 92 of the mounting board 9 (mechanically connected). And that the circuit component is electrically connected to (the appropriate conductor portion) of the mounting board 9.
- the high frequency module 1 is not limited to the circuit components mounted on the mounting board 9, and may include circuit elements provided in the mounting board 9.
- Each of the plurality of transmission filters 211, 221 231, and 241 is a surface acoustic wave filter containing a plurality of SAW (Surface Acoustic Wave) resonators.
- the surface acoustic wave filter is, for example, a surface acoustic wave filter that utilizes a surface acoustic wave.
- Each of the plurality of receiving filters 212, 222, 232, and 242 is a surface acoustic wave filter containing a plurality of SAW resonators.
- the surface acoustic wave filter is, for example, a surface acoustic wave filter that utilizes a surface acoustic wave.
- the first filter 21 is one circuit component (duplexer) including a transmission filter 211 and a reception filter 212.
- the second filter 22 is one circuit component (duplexer) including a transmission filter 221 and a reception filter 222.
- the third filter 23 is one circuit component (duplexer) including a transmission filter 231 and a reception filter 232.
- the fourth filter 24 is one circuit component (duplexer) including a transmission filter 241 and a reception filter 242.
- the first to fourth filters 21 to 24 have a rectangular shape in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9, but are not limited to this, and may be, for example, a square shape.
- the power amplifier 11 is an IC chip for power amplification.
- the power amplifier 11 is flip-chip mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9.
- the outer peripheral shape of the power amplifier 11 is a square shape in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting board 9.
- each of the driver stage amplifier and the final stage amplifier includes an amplification transistor.
- the amplification transistor is, for example, an HBT (Heterojunction Bipolar Transistor).
- the power amplification IC chip constituting the power amplifier 11 is, for example, a GaAs-based IC chip.
- the amplification transistor is not limited to a bipolar transistor such as an HBT, and may be, for example, a FET (Field Effect Transistor).
- the FET is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor).
- the power amplification IC chip constituting the power amplifier 11 is not limited to the GaAs-based IC chip, and may be, for example, a Si-based IC chip, a SiGe-based IC chip, or a GaN-based IC chip.
- the inductor included in the output matching circuit 13 is, for example, a chip inductor, which is mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9.
- the IC chip 10 including the first switch 4 and the control circuit 16 is, for example, a Si-based IC chip.
- the IC chip 10 is flip-chip mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9.
- the outer peripheral shape of the IC chip 10 is a square shape in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9.
- the low noise amplifier 15 is flip-chip mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9.
- a Si-based IC chip including a low noise amplifier 15, a second switch 5, and a third switch 6 may be mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9.
- the low noise amplifier 15 includes a field effect transistor as an amplification transistor.
- the amplification transistor in the low noise amplifier 15 is not limited to the field effect transistor, and may be, for example, a bipolar transistor.
- the plurality of external connection terminals 8 are arranged on the second main surface 92 of the mounting board 9.
- the external connection terminal 8 is arranged on the second main surface 92 of the mounting board 9" means that the external connection terminal 8 is mechanically connected to the second main surface 92 of the mounting board 9 and that it is external. Includes that the connection terminal 8 is electrically connected to (the appropriate conductor portion) of the mounting board 9.
- the material of the plurality of external connection terminals 8 is, for example, a metal (for example, copper, a copper alloy, etc.).
- Each of the plurality of external connection terminals 8 is a columnar electrode.
- the columnar electrode is, for example, a columnar electrode.
- the plurality of external connection terminals 8 are bonded to the conductor portion of the mounting substrate 9, for example, by soldering, but the present invention is not limited to this, and the plurality of external connection terminals 8 are bonded to the conductor portion of the mounting substrate 9, for example, by using a conductive adhesive (for example, a conductive paste). It may be bonded or it may be directly bonded.
- a conductive adhesive for example, a conductive paste
- the plurality of external connection terminals 8 include an antenna terminal 80, a signal input terminal 81 (see FIG. 1), a signal output terminal 82 (see FIG. 1), and a plurality of first control terminals 83 (see FIG. 1).
- the second control terminal 84 (see FIG. 1) and a plurality of ground terminals 85 are included.
- the plurality of ground terminals 85 are electrically connected to the ground layer of the mounting board 9.
- the ground layer is the circuit ground of the high frequency module 1, and the plurality of circuit components of the high frequency module 1 include circuit components that are electrically connected to the ground layer.
- the first resin layer 17 is arranged on the first main surface 91 of the mounting substrate 9.
- the first resin layer 17 covers each of the circuit components of the first group mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9 among the plurality of circuit components.
- the first resin layer 17 contains a resin (for example, an epoxy resin).
- the first resin layer 17 may contain a filler in addition to the resin.
- the second resin layer 18 covers the circuit components of the second group mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9, and the outer peripheral surface of each of the plurality of external connection terminals 8.
- the second resin layer 18 contains a resin (for example, an epoxy resin).
- the second resin layer 18 may contain a filler in addition to the resin.
- the material of the second resin layer 18 may be the same material as the material of the first resin layer 17, or may be a different material.
- the shield layer 19 covers the first resin layer 17.
- the shield layer 19 has conductivity.
- the shield layer 19 has a multi-layer structure in which a plurality of metal layers are laminated, but the shield layer 19 is not limited to this and may be one metal layer.
- the metal layer contains one or more metals.
- the shield layer 19 covers the main surface 171 of the first resin layer 17 opposite to the mounting substrate 9 side, the outer peripheral surface 173 of the first resin layer 17, and the outer peripheral surface 93 of the mounting substrate 9.
- the shield layer 19 also covers the outer peripheral surface 183 of the second resin layer 18.
- the shield layer 19 is in contact with at least a part of the outer peripheral surface of the ground layer of the mounting substrate 9. Thereby, the potential of the shield layer 19 can be made the same as the potential of the ground layer.
- the shield layer 19 In the high-frequency module 1, among the circuit components of the first group mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9, the main surface of some circuit components on the opposite side to the mounting board 9 side is in contact with the shield
- the circuit element (capacitor C1) of the phase circuit 7 is mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9, and the IC chip 10 including the switch circuit 31 (see FIGS. 2 and 3) is the first mounting board 9. 2 It is mounted on the main surface 92.
- the circuit element (capacitor C1) of the phase circuit 7 overlaps with the IC chip 10 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9.
- all the circuit elements (capacitor C1) of the phase circuit 7 overlap with a part of the IC chip 10 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9, but the phase is not limited to this.
- a part of the circuit element (capacitor C1) of the circuit 7 may overlap a part of the IC chip 10, or all the circuit elements (capacitor C1) of the phase circuit 7 may overlap the whole IC chip 10. good.
- the first filter 21 is located between the power amplifier 11 and the circuit element (capacitor C1) of the phase circuit 7 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9.
- the circuit element (capacitor C1) of the phase circuit 7 is adjacent to the first filter 21 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9.
- the circuit element of the phase circuit 7 is adjacent to the first filter 21 means that the circuit element of the phase circuit 7 is located between the circuit element of the phase circuit 7 and the first filter 21 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9. It means that there is no circuit component of the above, and the circuit element of the phase circuit 7 and the first filter 21 are adjacent to each other.
- a part of the first filter 21 overlaps with a part of the IC chip 10 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9, but the present invention is not limited to this, and for example, the first filter 21 And the IC chip 10 do not have to overlap.
- the power amplifier 11 and other circuit components do not overlap in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting board 9.
- the high frequency module 1 includes an antenna terminal 80, a first filter 21, a second filter 22, and a switch circuit 31.
- the first filter 21 is a filter having a first frequency band as a pass band.
- the second filter 22 is a filter having a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
- the switch circuit 31 is connected between the antenna terminal 80 and the first filter 21.
- the high frequency module 1 has a first mode capable of simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception using both the first filter 21 and the second filter 22, and the first of the first filter 21 and the second filter 22. It is possible to operate in the second mode in which transmission or reception using only the filter 21 is possible.
- the switch circuit 31 includes a first switching element Q1, a second switching element Q2, a third switching element Q3, and a fourth switching element Q4.
- the first switching element Q1 is provided in the first path r11 that can be used between the antenna terminal 80 and the first filter 21 in the first mode.
- the second switching element Q2 is provided between the first path r11 and the ground.
- the third switching element Q3 is provided in the second path r12 that can be used between the antenna terminal 80 and the first filter 21 in the second mode.
- the fourth switching element Q4 is provided between the second path r12 and the ground.
- the high frequency module 1 further includes a phase circuit 7.
- the phase circuit 7 is provided in the first path r11 and changes the phase of the high frequency signal.
- the high frequency module 1 according to the first embodiment can improve the isolation between the first path r111 and the second path r12.
- the switch circuit 31 since the switch circuit 31 has the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4, the signal path r2 (third path) provided with the second filter 22 and the first It is possible to improve the isolation between the path r11 and the second path r12.
- both the third switching element Q3 and the fourth switching element Q4 corresponding to the second path r12 are in a non-conducting state, and the first path r11 Of the corresponding first switching element and second switching element Q2, the first switching element Q1 is in a conductive state, and the second switching element Q2 is in a non-conducting state.
- the fifth switching element Q5 of the fifth switching element Q5 and the sixth switching element Q6 corresponding to the third path is in a conductive state, and the third is 6
- the switching element Q6 is in a non-conducting state, it is possible to improve the isolation between the first path r11 and the third path r2.
- both the first switching element Q1 and the second switching element Q2 corresponding to the first path r11 are in a non-conducting state, and the second path Of the third switching element Q3 and the fourth switching element Q4 corresponding to r12, the third switching element Q1 is in a conductive state, and the fourth switching element Q4 is in a non-conducting state.
- the fifth switching element Q5 of the fifth switching element Q5 and the sixth switching element Q6 corresponding to the third path is in a conductive state
- the third is When the 6-switching element Q6 is in a non-conducting state, it is possible to improve the isolation between the second path r12 and the third path r2.
- the high frequency module 1 according to the first embodiment when one of the first switching element Q1 and the third switching element Q3 is in the conductive state and the other is in the non-conducting state, the second switching element Q2 and the fourth are in the non-conducting state.
- the switching element Q4 is in a non-conducting state.
- the high frequency module 1 further includes a second switch circuit 32 connected between the antenna terminal 80 and the second filter 22 in addition to the first switch circuit 31 which is the switch circuit 31.
- the fifth switching element Q5 is provided in the signal path r2 (third path) between the antenna terminal 80 and the second filter 22, and the sixth switching element Q6 is in the signal path r2 and ground. It is provided between and.
- the high frequency module 1 according to the first embodiment can improve the isolation between the first path r11 and the signal path r2 and the isolation between the second path r12 and the signal path r2.
- the communication device 300 includes a high frequency module 1 and a signal processing circuit 301.
- the signal processing circuit 301 is connected to the high frequency module 1.
- the communication device 300 since the communication device 300 according to the first embodiment includes the high frequency module 1, it is possible to improve the isolation between the first path r11 and the second path r12.
- the plurality of electronic components constituting the signal processing circuit 301 may be mounted on the above-mentioned circuit board, for example, or a circuit board (first circuit board) different from the circuit board (first circuit board) on which the high frequency module 1 is mounted. It may be mounted on the second circuit board).
- the high frequency module 1a according to the modification is different from the high frequency module 1 according to the first embodiment in that the phase circuit 7 is a digital tunable capacitor C11.
- the digital tunable capacitor C11 is controlled by, for example, a control circuit 16 (see FIG. 1).
- the high-frequency module 1a according to the modified example can adjust the phase of the high-frequency signal passing through the first path r11 by changing the capacitance of the digital tunable capacitor C11 according to the combination of communication bands for simultaneous transmission or simultaneous communication. It will be possible.
- the frequency band used at the same time as the first frequency band at the time of simultaneous transmission or simultaneous reception is in addition to the second frequency band (for example, the third frequency band and the fourth frequency band).
- the high frequency module 1b according to the second embodiment is different from the high frequency module 1 according to the first embodiment in that the phase circuit 7 is provided in the second path r12.
- the phase circuit 7 is provided between the third switching element Q3 and the first filter 21 in the second path r12 of the signal path r1. More specifically, the phase circuit 7 is a connection point T2 between the third switching element Q3 and the fourth switching element Q4, and a connection point between the first path r11 and the second path r12 in the signal path r1. It is provided between the connection point T0 connected to the filter 21 and the connection point T0. More specifically, the phase circuit 7 is provided between the selection terminal 41 to which the third switching element Q3 is connected and the connection point T0. In the high frequency module 1b according to the second embodiment, the connection point T1 between the first switching element Q1 and the second switching element Q2 and the connection point T0 are connected without going through the phase circuit 7.
- the phase circuit 7 is, for example, a circuit so that the phase of the high frequency signal between the first filter 21 and the antenna terminal 80 becomes a predetermined phase suitable for the second mode in the second mode. It is designed.
- the high frequency module 1b according to the second embodiment includes the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 like the high frequency module 1 according to the first embodiment, it is between the first path r11 and the second path r12. It is possible to improve the isolation of the module. Further, the high frequency module 1b according to the second embodiment may include a digital tunable capacitor C11 (see FIG. 6) instead of the capacitor C1 (see FIG. 3) of the phase circuit 7. In this case, the capacitance of the phase circuit 7 can be adjusted according to the pass band of the first filter 21 connected to the second path r12.
- the high frequency module 1c according to the third embodiment is a high frequency module according to the first embodiment in that the switch circuit 31 includes a plurality of (for example, two) first paths r11 and a plurality of phase circuits 7 (for example, two). Different from 1.
- the plurality of phase circuits 7 are provided one-to-one on the plurality of first paths r11.
- the impedances of the plurality of phase circuits 7 are different from each other. More specifically, in the high frequency module 1c according to the third embodiment, each of the plurality of phase circuits 7 includes the capacitor C1, and the capacities of the capacitors C1 of the plurality of phase circuits 7 are different from each other.
- the high frequency module 1c includes a plurality (two) of selection terminals 40 connected to the first filter 21, and has a first switching element Q1 and a second for each of the plurality of first paths r11. A pair with the switching element Q2 is provided. Therefore, the high frequency module 1c has a plurality (two) pairs of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 for one first filter 21.
- the high frequency module 1c has a frequency band other than the second frequency band that is used at the same time as the first frequency band at the time of simultaneous transmission or simultaneous reception (for example, a third frequency band and a fourth frequency). Even if there is a band), the first switching element Q1 of the plurality of pairs of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is made conductive and the second switching is performed according to the frequency band used at the same time as the first frequency band. By changing the pair that puts the element Q2 in the non-conducting state, it is possible to adjust the phase of the high frequency signal passing through the first path r11 according to the pass band of the filter used at the same time as the first filter 21.
- the first switching element Q1 of one of the plurality of pairs of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 is used.
- the second switching element Q2 is set to the non-conducting state, but the remaining pair of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 are set to the non-conducting state.
- the high frequency module 1c according to the third embodiment includes the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 as in the high frequency module 1 according to the first embodiment, it is between the first path r11 and the second path r12. It is possible to improve the isolation of the module.
- the number of the first paths r11 is not limited to two, and may be three or more.
- the high frequency module 1d according to the fourth embodiment is different from the high frequency module 1 according to the first embodiment in that at least one of a plurality of (for example, two) phase circuits 7 constitutes an LC filter.
- the phase circuit 7 constituting the LC filter includes a capacitor C1 and an inductor L1 connected in parallel to the capacitor C1.
- the LC filter is configured to block the passage of high frequency signals in a predetermined frequency band different from the first frequency band.
- the high frequency module 1d according to the fourth embodiment has a frequency band other than the second frequency band that is used at the same time as the first frequency band at the time of simultaneous transmission or simultaneous reception.
- the first of the plurality of pairs of the first switching element Q1 and the second switching element Q2 according to the frequency band used at the same time as the first frequency band.
- the high frequency module 1d according to the fourth embodiment includes the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 as in the high frequency module 1c according to the third embodiment, the first path r11 and the second path r12 It is possible to improve the isolation between the two.
- one of the plurality of phase circuits 7 constitutes an LC filter, but at least one phase circuit 7 may constitute an LC filter, and a plurality of them may be used.
- Each of the phase circuits 7 of the above may constitute an LC filter.
- the high frequency module 1e according to the fifth embodiment is different from the high frequency module 1 according to the first embodiment in that the IC chip 10 also includes the phase circuit 7.
- the IC chip 10 includes a first switch 4, a control circuit 16, and a phase circuit 7, that is, a first switch circuit 31, a second switch circuit 32, a third switch circuit 33, and a fourth switch circuit 34. It includes, but is not limited to, a control circuit 16 and a phase circuit 7.
- the IC chip 10 may include at least a switch circuit 31 and a phase circuit 7.
- the phase circuit 7 is provided between the selection terminal 40 of the first switch 4 and the first filter 21, but is not limited to this, for example, a connection point between the first switching element Q1 and the second switching element Q12. It may be provided between T1 and the selection terminal 40.
- the phase circuit 7 includes, for example, as shown in FIG. 11, a digital tunable capacitor C11 provided in the first path r11.
- the IC chip 10 mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9 includes the phase circuit 7. It is different from the high frequency module 1 according to the above. That is, in the high frequency module 1e according to the fifth embodiment, the phase circuit 7 (circuit element) is not mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9.
- the high frequency module 1e includes the phase circuit 7 and the switch circuit 31 in one IC chip 10, it is possible to shorten the wiring length between the phase circuit 7 and the switch circuit 31.
- the first filter 21 is mounted on the first main surface 91 of the mounting board 9, and the first filter 21 is the IC chip 10 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting board 9. Overlap. In the high-frequency module 1e, a part of the first filter 21 overlaps a part of the IC chip 10 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9, but the whole of the first filter 21 is not limited to this. May overlap a part of the IC chip 10, or all of the first filter 21 may overlap all of the IC chip 10.
- the first filter 21 overlaps with the IC chip 10 in a plan view from the thickness direction D1 of the mounting substrate 9, so that the wiring length between the first filter 21 and the IC chip 10 is shortened. It becomes possible.
- the high frequency module 1e according to the fifth embodiment includes the second switching element Q2 and the fourth switching element Q4 like the high frequency module 1 according to the first embodiment, it is between the first path r11 and the second path r12. It is possible to improve the isolation of the module.
- the phase circuit 7 is not limited to the case where the digital tunable capacitor C11 is included, and may be configured to include a capacitor instead of the digital tunable capacitor C11, for example.
- the high frequency module 1f according to the modified example is different from the high frequency module 1e according to the fifth embodiment in that a plurality of external connection terminals 8 are ball bumps. Further, the high frequency module 1f according to the modified example is different from the high frequency module 1e according to the fifth embodiment in that the second resin layer 18 of the high frequency module 1e according to the fifth embodiment is not provided.
- the high-frequency module 1f according to the modified example has an underfill portion provided in a gap between the IC chip 10 mounted on the second main surface 92 of the mounting board 9 and the second main surface 92 of the mounting board 9. May be provided.
- the material of the ball bump constituting each of the plurality of external connection terminals 8 is, for example, gold, copper, solder, or the like.
- the plurality of external connection terminals 8 may include an external connection terminal 8 composed of ball bumps and an external connection terminal 8 composed of columnar electrodes.
- the high frequency module 1f according to the modified example can improve the isolation between the first path r11 and the second path r12, similarly to the high frequency module 1e according to the fifth embodiment.
- the high frequency module 1g according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 14, 15A to 15C.
- the same components as those of the high frequency module 1 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
- the high frequency module 1g has the first switching element Q11, the second switching element Q12, and the third switching instead of the first to fourth switching elements Q1 to Q4 of the high frequency module 1 according to the first embodiment. It has an element Q13 and.
- the first switching element Q11 is provided in the first path r11 that can be used between the antenna terminal 80 and the first filter 21 in the first mode.
- the second switching element Q12 is provided in the second path r12 that can be used between the antenna terminal 80 and the first filter 21 in the second mode.
- the third switching element Q13 is provided between the common path r10 of the first path r11 and the second path r12 and the ground.
- the high frequency module 1g further includes a phase circuit 7.
- the phase circuit 7 is provided in the first path r11 and changes the phase of the high frequency signal.
- the phase circuit 7 is provided between the first switching element Q11 and the first filter 21 in the first path r11. More specifically, the phase circuit 7 is provided between the selection terminal 40 of the first switch 4 and the first filter 21.
- the phase circuit 7 includes, for example, a digital tunable capacitor.
- FIGS. 15A to 15C in order to make it easy to understand the conduction state (on) and non-conduction state (off) of the first to third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q5 to Q10, the first to third switching elements Q11 to Q13.
- the graphic symbols of the third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q5 to Q10 are represented by the graphic symbols of the switch instead of the graphic symbols of the FET.
- the control circuit 16 (see FIG.
- the control circuit 16 controls the gate-source voltage of the FETs constituting the first to third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q5 to Q10, respectively.
- the third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q5 to Q10 are controlled.
- the control circuit 16 controls, for example, the first to third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q5 to Q10 based on the control signal from the signal processing circuit 301 (see FIG. 1).
- the control circuit 16 receives the first command from the signal processing circuit 301
- the first to third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q5 correspond to the first mode.
- ⁇ Q10 is controlled.
- the control circuit 16 sets the first to third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q5 to Q10 so as to correspond to the second mode. Control.
- the high frequency module 1g in the case of the first mode in which simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception is performed using both the first filter 21 and the second filter 22, the first to third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to fifth.
- the states of the tenth switching elements Q5 to Q10 are the states shown in FIG. 15B.
- the high frequency module 1g in the case of the second mode in which transmission or reception is performed using only the first filter 21 of the first filter 21 and the second filter 22, the first to third switching elements Q11 to Q13 and the first.
- the states of the 5th to 10th switching elements Q5 to Q10 are the states shown in FIG. 15A.
- the high frequency module 1g in the case of the third mode in which transmission or reception is performed using only the second filter 22 of the first filter 21 and the second filter 22, the first to third switching elements Q11 to Q13 and the first.
- the states of the 5th to 10th switching elements Q5 to Q10 are the states shown in FIG. 15C.
- the first switching element Q11 of the first path r11 is in the conduction state (ON), and the second switching element Q12 of the second path r12 is in the conduction state (ON). It is in a non-conducting state (off), and the third switching element Q13 is in a non-conducting state (off).
- the common path r10, the first path r11 and the second path r12 are not electrically connected to the ground because the third switching element Q13 is in the non-conducting state (off). , It becomes an open state with respect to the ground, and it is possible to prevent the high frequency signal from being unable to pass through the first path r11 at the time of simultaneous transmission.
- the fifth switching element Q5 of the signal path r2 (third path) is in the conduction state (on), and the signal path r2 and the ground are in the conduction state.
- the sixth switching element Q6 between and is in a non-conducting state (off).
- the seventh switching element Q7 of the signal path r3 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r3 and the ground.
- the eighth switching element Q8 is in the conduction state (on).
- the eighth switching element Q8 When the eighth switching element Q8 is in the conduction state (ON), the signal path r3 of the third switch circuit 33 is electrically connected to the ground (it is in a state of being short-circuited with respect to the ground). Further, in the case of the first mode, as shown in FIG. 15B, in the fourth switch circuit 34, the ninth switching element Q9 of the signal path r4 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r4 and the ground. The tenth switching element Q10 is in a conductive state (on). When the tenth switching element Q10 is in the conduction state (ON), the signal path r4 of the fourth switch circuit 34 is electrically connected to the ground (in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the first switching element Q11 of the first path r11 is in a non-conducting state (off), and the second switching element Q12 of the second path r12. Is a conducting state (on), and the third switching element Q13 is a non-conducting state (off).
- the first path r11 and the second path r12 are not electrically connected to the ground because the third switching element Q13 is in the non-conducting state (off) (relative to the ground). It will be open).
- the fifth switching element Q5 of the signal path r2 is in the non-conducting state (off), and the sixth between the signal path r2 and the ground.
- the switching element Q6 is in a conductive state (on).
- the sixth switching element Q6 is in the conduction state (ON)
- the signal path r2 of the second switch circuit 32 is electrically connected to the ground (it is in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the seventh switching element Q7 of the signal path r3 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r3 and the ground.
- the eighth switching element Q8 is in the conduction state (on).
- the signal path r3 of the third switch circuit 33 is electrically connected to the ground (it is in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the ninth switching element Q9 of the signal path r4 is in a non-conducting state (off), and is between the signal path r4 and the ground.
- the tenth switching element Q10 is in a conductive state (on).
- the signal path r4 of the fourth switch circuit 34 is electrically connected to the ground (in a state of being short-circuited with respect to the ground).
- the first switching element Q11 of the first path r11 is in a non-conducting state (off), and the second switching element Q12 of the second path r12. Is a non-conducting state (off), and the third switching element Q13 is a conducting state (on).
- the third switching element Q13 is in the conductive state (ON)
- the first path r11 and the second path r12 are electrically connected to the ground (the state is short-circuited with respect to the ground).
- the fifth switching element Q5 of the signal path r2 is in the conduction state (ON), and the sixth switching between the signal path r2 and the ground is performed.
- the element Q6 is in a non-conducting state (off).
- the seventh switching element Q7 of the signal path r3 is in the non-conducting state (off)
- the eighth switching element Q8 is in the conducting state (in the conductive state).
- the ninth switching element Q9 of the signal path r4 is in the non-conducting state (off)
- the tenth switching element Q10 is in the conducting state (not conducting). On).
- control circuit 16 will be described in more detail.
- the control circuit 16 When the control circuit 16 receives the first command, as shown in FIG. 15B described above, the control circuit 16 controls the first switching element Q11 and the fifth switching element Q5 in a conductive state, and the second switching element Q12 and the third switching element. Q13, the sixth switching element Q6, the seventh switching element Q7 and the ninth switching element Q9 are controlled in a non-conducting state, and the eighth switching element Q8 and the tenth switching element Q10 are controlled in a conductive state. Therefore, in the case of the first mode, the control circuit 16 puts the third switching element Q13 corresponding to the first path r11 and the second path r12 into a non-conducting state.
- the control circuit 16 controls the second switching element Q12 to be in a conductive state, and the first switching element Q11, the third switching element Q13, and the fifth switching.
- the element Q5, the seventh switching element Q7, and the ninth switching element Q9 are controlled to be in a non-conducting state, and the eighth switching element Q8 and the tenth switching element Q10 are controlled to be in a conducting state. Therefore, in the case of the second mode, the control circuit 16 puts the first switching element Q11 and the third switching element Q13 in a non-conducting state with respect to the first switch circuit 31.
- the first switching element Q11, the second switching element Q12, the fifth switching element Q5, the seventh switching element Q7, and the ninth switching element Q9 may be referred to as a series switch without distinction.
- the third switching element Q13, the sixth switching element Q6, the eighth switching element Q8, and the tenth switching element Q10 may be referred to as a shunt switch without distinction.
- the high frequency module 1g has a plurality (five) pairs of a series switch and a shunt switch. The plurality of pairs are a pair of a first switching element Q11 and a third switching element Q13, a pair of a second switching element Q12 and a third switching element Q13, and a fifth switching element Q5 and a sixth switching element Q6.
- the third switching element Q13 is paired with each of the first switching element Q11 and the second switching element Q12.
- the control circuit 16 when operating in the first mode, puts both the series switch and the shunt switch corresponding to the second path r12 into a non-conducting state, and sets the first path r11, the signal path r2, and the signal path.
- the series switch and the shunt switch in the pair of the series switch and the shunt switch corresponding to each of r3 and the signal path r4 are exclusively controlled.
- "Exclusively controlling the series switch and the shunt switch in the pair” means that one of the series switch and the shunt switch is controlled to be in a conductive state and the other is in a non-conducting state in relation to the pair of the series switch and the shunt switch. Means to control.
- the control circuit 16 when operating in the second mode, puts both the series switch and the shunt switch corresponding to the first path r11 into a non-conducting state, and sets the second path r12, the signal path r2, and so on.
- the series switch and the shunt switch in the pair of the series switch and the shunt switch corresponding to each of the signal path r3 and the signal path r4 are exclusively controlled.
- the high frequency module 1g according to the sixth embodiment includes the third switching element Q13, it is possible to improve the isolation between the first path r11 and the second path r12.
- the phase circuit 7 may include a capacitor instead of including a digital tunable capacitor.
- the phase circuit 7 is not limited to the case where it is provided between the selection terminal 40 of the first switch 4 and the first filter 21, and is provided, for example, between the first switching element Q11 and the selection terminal 40. May be good. Further, the phase circuit 7 may be provided in the second path r12 instead of being provided in the first path r11.
- the above embodiments 1 to 6 are only one of various embodiments of the present invention.
- the above embodiments 1 to 6 can be variously modified according to the design and the like as long as the object of the present invention can be achieved.
- the first switch 4 may be configured to be controlled by the controller 14 without the control circuit 16, or the first switch 4 may be directly controlled by the signal processing circuit 301. It may be configured as follows.
- each of the first to tenth switching elements Q1 to Q10 is not limited to the FET, and may be, for example, a bipolar transistor, a CMOS switch, or a MEMS switch.
- each of the first to third switching elements Q11 to Q13 and the fifth to tenth switching elements Q10 is not limited to the FET, and may be, for example, a bipolar transistor or a CMOS switch.
- the phase circuit 7 is not limited to the case where it is provided in one of the first path r11 and the second path r12 of the switch circuit 31, and may be provided in both the first path r11 and the second path r12. ..
- the transmission filter 211, 221, 231, 241 and the reception filter 212, 222, 232, 242 are elastic wave filters that utilize elastic surface waves, but the present invention is not limited to these, and for example, elastic boundary waves, plate waves, etc. It may be an elastic wave filter utilizing.
- the surface acoustic wave filter is not limited to the configuration having a plurality of SAW resonators, and may be configured to have a plurality of BAW (Bulk Acoustic Wave) resonators, for example.
- BAW Bit Acoustic Wave
- the high frequency modules 1 to 1 g may be provided with a multiplexer, a coupler, or the like between the antenna terminal 80 and the first switch 4.
- the multiplexer is, for example, a diplexer or a triplexer.
- the circuit configuration of the high frequency module 1 to 1 g is not limited to the above example. Further, the high frequency modules 1 to 1 g may have, for example, a high frequency front end circuit corresponding to MIMO (Multi Input Multi Output) as a circuit configuration.
- MIMO Multi Input Multi Output
- the communication device 300 may include any of the high frequency modules 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, and 1g instead of the high frequency module 1.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) includes an antenna terminal (80), a first filter (21), a second filter (22), and a switch circuit. (31) and.
- the first filter (21) is a filter having a first frequency band as a pass band.
- the second filter (22) is a filter having a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
- the switch circuit (31) is connected between the antenna terminal (80) and the first filter (21).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) is capable of simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception using both the first filter (21) and the second filter (22).
- the switch circuit (31) includes a first switching element (Q1), a second switching element (Q2), a third switching element (Q3), and a fourth switching element (Q4).
- the first switching element (Q1) is provided in the first path (r11) that can be used between the antenna terminal (80) and the first filter (21) in the first mode.
- the second switching element (Q2) is provided between the first path (r11) and the ground.
- the third switching element (Q3) is provided in the second path (r12) that can be used between the antenna terminal (80) and the first filter (21) in the second mode.
- the fourth switching element (Q4) is provided between the second path (r12) and the ground.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) further comprises a phase circuit (7).
- the phase circuit (7) is provided in at least one of the first path (r11) and the second path (r12), and changes the phase of the high frequency signal.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the first aspect can improve the isolation between the first path (r11) and the second path (r12). It will be possible.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) in the first aspect, of the first switching element (Q1) and the third switching element (Q3).
- the second switching element (Q2) and the fourth switching element (Q4) are in the non-conducting state.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the second aspect can suppress the deterioration of the characteristics when operating in each of the first mode and the second mode.
- the second switching element (Q2) is the first of the first paths (r11). It is connected to the path between the switching element (Q1) and the first filter (21).
- the fourth switching element (Q4) is connected to the path between the third switching element (Q3) and the first filter (21) in the second path (r12).
- the high frequency module (1; 1a; 1c; 1d; 1e; 1f) uses, for example, only the second filter (22) of the first filter (21) and the second filter (22).
- the second switching element (Q2) and the fourth switching element (Q4) can be put into a non-conducting state when the reception is performed.
- the high frequency module (1; 1a; 1c; 1d; 1e; 1f) is the first switch circuit (31) which is the switch circuit (31) in any one of the first to the third.
- a second switch circuit (32) is further provided.
- the second switch circuit (32) is connected between the antenna terminal (80) and the second filter (22).
- the second switch circuit (32) has a fifth switching element (Q5) and a sixth switching element (Q6).
- the fifth switching element (Q5) is provided in the third path (signal path r2) between the antenna terminal (80) and the second filter (22).
- the sixth switching element (Q6) is provided between the third path (signal path r2) and ground.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) makes the fifth switching element (Q5) conductive when operating in the first mode, and also makes the sixth switching state.
- the element (Q6) can be in a non-conducting state, and when operating in the second mode, the fifth switching element (Q5) is in a non-conducting state and the sixth switching element (Q6) is in a non-conducting state. Is possible. Therefore, the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the fourth aspect has the isolation between the first path (r11) and the third path (signal path r2), and the second. It is possible to improve the isolation between the path (r12) and the third path (signal path r2).
- the phase circuit (7) is connected to the first path (r11). It is provided.
- the high frequency module (1; 1a; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the fifth aspect can change the phase of the high frequency signal passing through the first path (r11).
- the phase circuit (7) is provided in the second path (r12).
- the high frequency module (1b) according to the sixth aspect can change the phase of the high frequency signal passing through the second path (r12).
- the switch circuit (31) includes a plurality of first paths (r11).
- the high frequency module (1c; 1d) includes a plurality of phase circuits (7).
- the plurality of phase circuits (7) are provided one-to-one in the plurality of first paths (r11).
- the impedances of the plurality of phase circuits (7) are different from each other.
- the high frequency module (1c; 1d) according to the seventh aspect is used when the frequency band used at the same time as the first frequency band at the time of simultaneous transmission or simultaneous reception is in addition to the second frequency band (for example, the third frequency). Even if there is a band and a fourth frequency band), the first switching among a plurality of pairs of the first switching element (Q1) and the second switching element (Q2) is performed according to the frequency band used at the same time as the first frequency band.
- the first path (r11) is used according to the pass band of the filter used at the same time as the first filter (21). It is possible to adjust the phase of the high frequency signal passing through.
- At least one of the plurality of phase circuits (7) constitutes an LC filter in the seventh aspect.
- the high frequency module (1d) according to the eighth aspect can block high frequency signals in a frequency band different from the pass band of the first filter (21) in the phase circuit (7) constituting the LC filter. Become.
- Each of (Q2), the third switching element (Q3), and the fourth switching element (Q4) is a FET.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the ninth aspect includes a first switching element (Q1), a second switching element (Q2), a third switching element (Q3), and a third switching element (Q3).
- the power consumption of each of the four switching elements (Q4) can be reduced.
- the high frequency module (1 g) includes an antenna terminal (80), a first filter (21), a second filter (22), and a switch circuit (31).
- the first filter (21) is a filter having a first frequency band as a pass band.
- the second filter (22) is a filter having a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
- the switch circuit (31) is connected between the antenna terminal (80) and the first filter (21).
- the high frequency module (1 g) includes a first mode capable of simultaneous transmission, simultaneous reception, or simultaneous transmission / reception using both the first filter (21) and the second filter (22), and the first filter (21) and the first.
- the high frequency module (1 g) has a first switching element (Q11), a second switching element (Q12), and a third switching element (Q13).
- the first switching element (Q11) is provided in the first path (r1) that can be used between the antenna terminal (80) and the first filter (21) in the first mode.
- the second switching element (Q12) is provided in the second path (r12) that can be used between the antenna terminal (80) and the first filter (21) in the second mode.
- the third switching element (Q13) is provided between the common path (r10) between the first path (r11) and the second path (r12) and the ground.
- the high frequency module (1 g) further includes a phase circuit (7).
- the phase circuit (7) is provided in at least one of the first path (r11) and the second path (r12), and changes the phase of the high frequency signal.
- the high frequency module (1 g) can improve the isolation between the first path (r11) and the second path (r12).
- one of the first switching element (Q11) and the second switching element (Q12) is in a conductive state and the other is in a non-conducting state.
- the third switching element (Q13) is in a non-conducting state.
- each of the first switching element (Q11), the second switching element (Q12) and the third switching element (Q13) is an FET. be.
- the high frequency module (1 g) can reduce the power consumption of each of the first switching element (Q11), the second switching element (Q12), and the third switching element (Q13).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the thirteenth aspect further includes a control circuit (16) in any one of the first to twelfth aspects.
- the control circuit (16) controls the switch circuit (31).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) can control the switch circuit (31) by the control circuit (16).
- the first filter (21) is a transmission filter. It is a duplexer including (211) and a reception filter (212).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the fourteenth aspect has simultaneous transmission and simultaneous reception in the first filter (21) when operating in the first mode. It is possible to handle both. Further, the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to the fourteenth aspect has transmission and reception in the first filter (21) when operating in the second mode. It is possible to handle both.
- the phase circuit (7) includes a capacitor (C1).
- the high frequency module (1; 1b; 1c; 1d) according to the fifteenth aspect can change the phase of the high frequency signal by the capacitor (C1).
- the phase circuit (7) includes a digital tunable capacitor (C11). ..
- the high frequency module (1a; 1b; 1e; 1f; 1g) according to the sixteenth aspect has a frequency band other than the second frequency band that is used at the same time as the first frequency band at the time of simultaneous transmission or simultaneous reception.
- the capacity of the digital tunable capacitor (C11) according to the frequency band used at the same time as the first frequency band, the first path according to the pass band of the filter used at the same time as the first filter (21). It is possible to adjust the phase of the high frequency signal passing through (r11).
- the high frequency module (1e; 1f) has an IC chip (10) including at least a switch circuit (31) and a phase circuit (7) in the sixteenth aspect.
- the high frequency module (1e; 1f) can shorten the wiring length between the switch circuit (31) and the phase circuit (7).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d) according to the eighteenth aspect further includes a mounting substrate (9) in any one of the first to sixteenth aspects.
- the mounting substrate (9) has a first main surface (91) and a second main surface (92) facing each other.
- the circuit element (capacitor C1) of the phase circuit (7) is mounted on the first main surface (91) of the mounting board (9).
- the IC chip (10) including the switch circuit (31) is mounted on the second main surface (92) of the mounting board (9).
- the circuit element (capacitor C1) of the phase circuit (7) overlaps with the IC chip (10) in a plan view from the thickness direction (D1) of the mounting substrate (9).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d) can shorten the wiring length between the phase circuit (7) and the switch circuit (31).
- the first filter (21) is mounted on the first main surface (91) of the mounting substrate (9).
- the first filter (21) overlaps with the IC chip (10) in a plan view from the thickness direction (D1) of the mounting substrate (9).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d) can shorten the wiring length between the first filter (21) and the IC chip (10).
- the communication device (300) includes a high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g) according to any one of the first to nineteenth aspects and a signal processing circuit (301). ) And.
- the signal processing circuit (301) is connected to a high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f; 1g).
- the communication device (300) according to the twentieth aspect can improve the isolation between the first path (r11) and the second path (r12).
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) includes an antenna terminal (80), a first filter (21), a second filter (22), and the like.
- a switch circuit (31) is provided.
- the first filter (21) is a filter having a first frequency band as a pass band.
- the second filter (22) is a filter having a second frequency band different from the first frequency band as a pass band.
- the switch circuit (31) is connected between the antenna terminal (80) and the first filter (21).
- the switch circuit (31) includes a first switching element (Q1), a second switching element (Q2), a third switching element (Q3), and a fourth switching element (Q4).
- the first switching element (Q1) is provided in the first path (r11) between the antenna terminal (80) and the first filter (21).
- the second switching element (Q2) is provided between the first path (r11) and the ground.
- the third switching element (Q3) is provided in the second path (r12) between the antenna terminal (80) and the first filter (21).
- the fourth switching element (Q4) is provided between the second path (r12) and the ground.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) further comprises a phase circuit (7).
- the phase circuit (7) is provided in at least one of the first path (r11) and the second path (r12), and changes the phase of the high frequency signal.
- the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the 21st aspect can improve the isolation between the first path (r11) and the second path (r12). It will be possible.
- the configurations according to the 2nd to 9th and 13th to 19th aspects may be added as appropriate.
- the communication device (300) according to the twentieth aspect is a high frequency module according to the twenty-first aspect instead of the high frequency module (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) according to the first aspect. (1; 1a; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) may be provided.
Landscapes
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Abstract
第1経路と第2経路との間のアイソレーションの向上を図る。高周波モジュール(1)は、第1フィルタ(21)と第2フィルタ(22)との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ(21)のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。第1スイッチング素子(Q1)は、第1モードのときにアンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間において利用可能な第1経路(r11)に設けられ、第2スイッチング素子(Q2)は、第1経路(r11)とグランドとの間に設けられる。第3スイッチング素子(Q3)は、第2モードのときにアンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間において利用可能な第2経路(r12)に設けられ、第4スイッチング素子(Q4)は、第2経路(r12)とグランドとの間に設けられる。高周波モジュール(1)は、位相回路(7)を更に備える。
Description
本発明は、一般に高周波モジュール及び通信装置に関し、より詳細には、複数のフィルタを備える高周波モジュール、及びそれを備える通信装置に関する。
特許文献1は、複数のフィルタと、スイッチと、可変位相器と、を備える高周波モジュールを開示している。
複数のフィルタは、第1フィルタと、第2フィルタと、を含む。第1フィルタは、第1周波数帯域の信号を通過させる。第2フィルタは、第2周波数帯域の信号を通過させる。スイッチは、第1周波数帯域の信号のみを通信するシングルモードの場合、第1フィルタのみをアンテナに電気的に接続させる。スイッチは、第1周波数帯域の信号と第2周波数帯域の信号とを同時に通信するキャリアアグリゲーションモードの場合、第1フィルタと第2フィルタと可変位相器とをアンテナに電気的に接続させる。
高周波モジュールでは、例えば、スイッチにおいてシングルモードのような第1モード時に第1周波数帯域の信号が通る第1経路とキャリアアグリゲーションモードのような第2モード時に第1周波数帯域の信号が通る第2経路とを分けた場合、第1経路と第2経路との間のアイソレーションの向上が望まれる。
本発明の目的は、第1経路と第2経路との間のアイソレーションの向上を図ることが可能な高周波モジュール及び通信装置を提供することにある。
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、アンテナ端子と、第1フィルタと、第2フィルタと、スイッチ回路と、を備える。前記第1フィルタは、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。前記第2フィルタは、前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。前記スイッチ回路は、前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間に接続されている。前記高周波モジュールは、前記第1フィルタと前記第2フィルタとの両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、前記第1フィルタと前記第2フィルタとのうち前記第1フィルタのみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。前記スイッチ回路は、第1スイッチング素子と、第2スイッチング素子と、第3スイッチング素子と、第4スイッチング素子と、を有する。前記第1スイッチング素子は、前記第1モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第1経路に設けられている。前記第2スイッチング素子は、前記第1経路とグランドとの間に設けられる。前記第3スイッチング素子は、前記第2モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第2経路に設けられている。前記第4スイッチング素子は、前記第2経路とグランドとの間に設けられる。前記高周波モジュールは、位相回路を更に備える。前記位相回路は、前記第1経路と前記第2経路との少なくとも一方に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
本発明の一態様に係る高周波モジュールは、アンテナ端子と、第1フィルタと、第2フィルタと、スイッチ回路と、を備える。前記第1フィルタは、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。前記第2フィルタは、前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。前記スイッチ回路は、前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間に接続されている。前記高周波モジュールは、前記第1フィルタと前記第2フィルタとの両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、前記第1フィルタと前記第2フィルタとのうち前記第1フィルタのみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。前記高周波モジュールは、第1スイッチング素子と、第2スイッチング素子と、第3スイッチング素子と、を有する。前記第1スイッチング素子は、前記第1モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第1経路に設けられている。前記第2スイッチング素子は、前記第2モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第2経路に設けられている。前記第3スイッチング素子は、前記第1経路と前記第2経路との共通経路と、グランドと、の間に設けられている。前記高周波モジュールは、位相回路を更に備える。前記位相回路は、前記第1経路と前記第2経路との少なくとも一方に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
本発明の一態様に係る通信装置は、上記態様の高周波モジュールと、信号処理回路と、を備える。前記信号処理回路は、前記高周波モジュールに接続されている。
本発明の上記態様に係る高周波モジュール及び通信装置は、第1経路と第2経路との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
以下の実施形態等において参照する図5、12及び13は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(実施形態1)
以下、実施形態1に係る高周波モジュール1及び通信装置300について、図1~5を参照して説明する。
以下、実施形態1に係る高周波モジュール1及び通信装置300について、図1~5を参照して説明する。
(1)高周波モジュール及び通信装置
(1.1)高周波モジュール及び通信装置の回路構成
実施形態1に係る高周波モジュール1及び通信装置300の回路構成について、図1~3を参照して説明する。
(1.1)高周波モジュール及び通信装置の回路構成
実施形態1に係る高周波モジュール1及び通信装置300の回路構成について、図1~3を参照して説明する。
実施形態1に係る高周波モジュール1は、例えば、通信装置300に用いられる。通信装置300は、例えば、携帯電話(例えば、スマートフォン)であるが、これに限らず、例えば、ウェアラブル端末(例えば、スマートウォッチ)等であってもよい。高周波モジュール1は、例えば、4G(第4世代移動通信)規格、5G(第5世代移動通信)規格に対応可能なモジュールである。4G規格は、例えば、3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)規格である。5G規格は、例えば、5G NR(New Radio)である。高周波モジュール1は、キャリアアグリゲーション及びデュアルコネクティビティに対応可能なモジュールである。
高周波モジュール1は、例えば、信号処理回路301から入力された送信信号を増幅してアンテナ310に出力できるように構成されている。また、高周波モジュール1は、アンテナ310から入力された受信信号を増幅して信号処理回路301に出力できるように構成されている。信号処理回路301は、高周波モジュール1の構成要素ではなく、高周波モジュール1を備える通信装置300の構成要素である。実施形態1に係る高周波モジュール1は、例えば、通信装置300の備える信号処理回路301によって制御される。通信装置300は、高周波モジュール1と、信号処理回路301と、を備える。通信装置300は、アンテナ310を更に備える。
信号処理回路301は、例えば、RF信号処理回路302と、ベースバンド信号処理回路303と、を含む。RF信号処理回路302は、例えばRFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)であり、高周波信号に対する信号処理を行う。RF信号処理回路302は、例えば、ベースバンド信号処理回路303から出力された高周波信号(送信信号)に対してアップコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号を出力する。また、RF信号処理回路302は、例えば、高周波モジュール1から出力された高周波信号(受信信号)に対してダウンコンバート等の信号処理を行い、信号処理が行われた高周波信号をベースバンド信号処理回路303へ出力する。ベースバンド信号処理回路303は、例えばBBIC(Baseband Integrated Circuit)である。ベースバンド信号処理回路303は、ベースバンド信号からI相信号及びQ相信号を生成する。ベースバンド信号は、例えば、外部から入力される音声信号、画像信号等である。ベースバンド信号処理回路303は、I相信号とQ相信号とを合成することでIQ変調処理を行って、送信信号を出力する。この際、送信信号は、所定周波数の搬送波信号を、当該搬送波信号の周期よりも長い周期で振幅変調した変調信号(IQ信号)として生成される。ベースバンド信号処理回路303で処理された受信信号は、例えば、画像信号として画像表示のために、又は、音声信号として通信装置300のユーザの通話のために使用される。高周波モジュール1は、アンテナ310と信号処理回路301のRF信号処理回路302との間で高周波信号(受信信号、送信信号)を伝達する。
実施形態1に係る高周波モジュール1は、図2に示すように、アンテナ端子80と、第1フィルタ21と、第2フィルタ22と、スイッチ回路31と、を備える。アンテナ端子80は、アンテナ310(図1参照)に接続される。第1フィルタ21は、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第2フィルタ22は、第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。スイッチ回路31は、アンテナ端子80と第1フィルタ21との間に接続されている。高周波モジュール1は、第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第1フィルタ21のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。第1モードは、第1周波数帯域の高周波信号と第2周波数帯域の高周波信号とを同時通信(同時送信又は同時受信又は同時送受信)するモードである。第2モードは、第2周波数帯域の高周波信号のみを通信するモードである。スイッチ回路31は、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2と、第3スイッチング素子Q3と、第4スイッチング素子Q4と、を有する。第1スイッチング素子Q1は、第1モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第1経路r11に設けられている。第2スイッチング素子Q2は、第1経路r11とグランドとの間に設けられる。第3スイッチング素子Q3は、第2モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第2経路r12に設けられている。第4スイッチング素子Q4は、第2経路r12とグランドとの間に設けられる。高周波モジュール1は、位相回路7を更に備える。位相回路7は、第1経路r11に設けられている。
以下、高周波モジュール1の回路構成について、図1~3に基づいて、より詳細に説明する。
第1フィルタ21は、例えば、送信フィルタ211と受信フィルタ212とを含むデュプレクサである。第1フィルタ21の通過帯域である第1周波数帯域は、例えば、第1通信バンドの送信帯域と、第1通信バンドの受信帯域と、を含む。送信フィルタ211の通過帯域は、例えば、第1通信バンドの送信帯域を含む。受信フィルタ212の通過帯域は、例えば、第1通信バンドの受信帯域を含む。第2フィルタ22は、例えば、送信フィルタ221と受信フィルタ222とを含むデュプレクサである。第2フィルタ22の通過帯域である第2周波数帯域は、例えば、第2通信バンドの送信帯域と、第2通信バンドの受信帯域と、を含む。送信フィルタ221の通過帯域は、第2通信バンドの送信帯域を含む。受信フィルタ222の通過帯域は、第2通信バンドの受信帯域を含む。第1通信バンドは、例えば、3GPP LTE規格のBand8、Band5又はBand1である。第1通信バンドがBand8の場合、第2通信バンドは、例えば、3GPP LTE規格のBand20、Band28A/Band28B、5G NRのn20、n28Aのいずれかである。第1通信バンドがBand5の場合、第2通信バンドは、例えば、3GPP LTE規格のBand12又はBand13、5G NRのn12のいずれかである。第1通信バンドがBand1の場合、第2通信バンドは、3GPP LTE規格のBand3、Band7、5G NRのn3、n7のいずれかである。
また、実施形態1に係る高周波モジュール1は、図2に示すように、スイッチ回路31である第1スイッチ回路31とは別に、第2スイッチ回路32を更に備える。第2スイッチ回路32は、アンテナ端子80と第2フィルタ22との間に接続されている。第2スイッチ回路32は、第5スイッチング素子Q5と、第6スイッチング素子Q6と、を有する。第5スイッチング素子Q5は、アンテナ端子80と第2フィルタ22との間の信号経路r2に設けられている。第6スイッチング素子Q6は、信号経路r2とグランドとの間に設けられる。実施形態1に係る高周波モジュール1では、信号経路r2が、第3経路を構成している。
また、実施形態1に係る高周波モジュール1は、図2に示すように、第3フィルタ23及び第4フィルタ24を更に備える。第3フィルタ23は、第3周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第4フィルタ24は、第4周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第1~第4周波数帯域は、互いに異なる周波数帯域である。第3フィルタ23は、例えば、送信フィルタ231と受信フィルタ232とを含むデュプレクサである。また、第4フィルタ24は、例えば、送信フィルタ241と受信フィルタ242とを含むデュプレクサである。高周波モジュール1は、アンテナ端子80と第3フィルタ23との間に接続されている第3スイッチ回路33と、アンテナ端子80と第4フィルタ24との間に接続されている第4スイッチ回路34と、を更に備える。第3スイッチ回路33は、第7スイッチング素子Q7と、第8スイッチング素子Q8と、を有する。第7スイッチング素子Q7は、アンテナ端子80と第3フィルタ23との間の信号経路r3に設けられている。第8スイッチング素子Q8は、信号経路r3とグランドとの間に設けられる。第4スイッチ回路34は、第9スイッチング素子Q9と、第10スイッチング素子Q10と、を有する。第9スイッチング素子Q9は、アンテナ端子80と第4フィルタ24との間の信号経路r4に設けられている。第10スイッチング素子Q10は、信号経路r4とグランドとの間に設けられる。
また、高周波モジュール1は、図1に示すように、パワーアンプ11と、コントローラ14と、出力整合回路13と、ローノイズアンプ15と、を更に備える。
また、実施形態1に係る高周波モジュール1は、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10(図2参照)を含む第1スイッチ4と、第2スイッチ5と、第3スイッチ6と、を更に備える。
また、高周波モジュール1は、上述のアンテナ端子80を含む複数の外部接続端子8を備えている。複数の外部接続端子8は、アンテナ端子80と、信号入力端子81と、信号出力端子82と、複数の第1制御端子83と、複数の第2制御端子84と、複数のグランド端子85(図5参照)と、電源端子Vccと、を含む。通信装置300は、高周波モジュール1が実装された回路基板を更に備える。回路基板は、例えば、プリント配線板である。回路基板は、グランド電位が与えられるグランド電極を有する。複数のグランド端子85は、通信装置300の備える回路基板のグランド電極と電気的に接続されてグランド電位が与えられる端子である。
パワーアンプ11は、入力端子及び出力端子を有する。パワーアンプ11は、入力端子に入力された第1~第4周波数帯域の送信信号を増幅して出力端子から出力する。パワーアンプ11の入力端子は、信号入力端子81に接続されている。パワーアンプ11の入力端子は、信号入力端子81を介して信号処理回路301に接続される。信号入力端子81は、外部回路(例えば、信号処理回路301)からの高周波信号(送信信号)を高周波モジュール1に入力するための端子である。高周波モジュール1では、パワーアンプ11の出力端子と第1~第4フィルタ21~24とが出力整合回路13及び第2スイッチ5を介して接続可能となっている。第2スイッチ5は、共通端子50と、複数(例えば、4つ)の選択端子51~54と、を有している。高周波モジュール1では、パワーアンプ11の出力端子が、出力整合回路13を介して第2スイッチ5の共通端子50に接続され、第2スイッチ5の4つの選択端子51、52、53、54が4つの送信フィルタ211、221、231、241と一対一に接続されている。パワーアンプ11は、コントローラ14によって制御される。
パワーアンプ11は、例えば、ドライバ段増幅器と、最終段増幅器と、を含む多段増幅器である。パワーアンプ11では、ドライバ段増幅器の入力端子が信号入力端子81に接続され、ドライバ段増幅器の出力端子が最終段増幅器の入力端子に接続され、最終段増幅器の出力端子が出力整合回路13に接続される。パワーアンプ11には、電源端子Vccから電源電圧が印加される。パワーアンプ11は、多段増幅器に限らず、例えば、同相合成増幅器又は差動合成増幅器であってもよい。
コントローラ14は、パワーアンプ11のドライバ段増幅器及び出力段増幅器と接続されている。コントローラ14は、複数(例えば、4つ)の第1制御端子83を介して信号処理回路301に接続される。複数の第1制御端子83は、外部回路(例えば、信号処理回路301)からの制御信号をコントローラ14に入力するための端子である。コントローラ14は、複数の第1制御端子83から取得した制御信号に基づいてパワーアンプ11を制御する。コントローラ14は、RF信号処理回路302からの制御信号に従ってパワーアンプ11を制御する。ここにおいて、コントローラ14は、RF信号処理回路302からの制御信号に基づいて、例えば、ドライバ段増幅器に第1のバイアス電流を供給し、出力段増幅器に第2のバイアス電流を供給する。
出力整合回路13は、パワーアンプ11の出力端子と第2スイッチ5の共通端子50との間の信号経路に設けられている。出力整合回路13は、パワーアンプ11と4つ送信フィルタ211、221、231、241とのインピーダンス整合をとるための回路である。出力整合回路13は、例えば、パワーアンプ11の出力端子と第2スイッチ5の共通端子50との間に接続されるインダクタを含む。出力整合回路13は、例えば、複数のインダクタ及び複数のキャパシタを含んでもよい。
ローノイズアンプ15は、入力端子及び出力端子を有する。ローノイズアンプ15は、入力端子に入力された第1~第4周波数帯域の受信信号を増幅して出力端子から出力する。ローノイズアンプ15の入力端子は、第3スイッチ6の共通端子60に接続されている。高周波モジュール1は、ローノイズアンプ15の入力端子と第3スイッチ6の共通端子60との間に設けられる入力整合回路を備えていてもよい。ローノイズアンプ15の出力端子は、信号出力端子82に接続されている。ローノイズアンプ15の出力端子は、例えば、信号出力端子82を介して信号処理回路301に接続される。信号出力端子82は、ローノイズアンプ15からの高周波信号(受信信号)を外部回路(例えば、信号処理回路301)へ出力するための端子である。高周波モジュール1では、ローノイズアンプ15の入力端子と第1~第4フィルタ21~24とが第3スイッチ6を介して接続可能となっている。第3スイッチ6は、共通端子60と、複数(例えば、4つ)の選択端子61~64と、を有している。高周波モジュール1では、ローノイズアンプ15の入力端子が、第3スイッチ6の共通端子60に接続され、第3スイッチ6の4つの選択端子61、62、63、64が4つの受信フィルタ212、222、232、242と一対一に接続されている。
第1スイッチ4は、共通端子49と、5つの選択端子40~44と、を有する。第1スイッチ4では、共通端子49が、アンテナ端子80に接続されている。高周波モジュール1は、共通端子49とアンテナ端子80とが他の回路素子を介さずに接続される場合に限らず、例えば、ローパスフィルタ及びカプラを介して接続されてもよい。選択端子40は、第1フィルタ21(における送信フィルタ211の出力端子と受信フィルタ212の入力端子との接続点)に接続されている。ここで、選択端子40は、上述の位相回路7等を介して、第1フィルタ21に接続されている。選択端子41は、第1フィルタ21(における送信フィルタ211の出力端子と受信フィルタ212の入力端子との接続点)に接続されている。選択端子42は、第2フィルタ22(における送信フィルタ221の出力端子と受信フィルタ222の入力端子との接続点)に接続されている。選択端子43は、第3フィルタ23(における送信フィルタ231の出力端子と受信フィルタ232の入力端子との接続点)に接続されている。選択端子44は、第4フィルタ24(における送信フィルタ241の出力端子と受信フィルタ242の入力端子との接続点)に接続されている。第1スイッチ4は、例えば、共通端子49に5つの選択端子40~44のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第1スイッチ4は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
高周波モジュール1では、アンテナ端子80と第1フィルタ21との間の信号経路r1が上述の第1経路r11と第2経路r12とを含んでいる。第1スイッチ4では、図2に示すように、共通端子49と選択端子40との間に上述の第1経路r11の一部が形成されており、第1経路r11の一部において、共通端子49と選択端子40との間に第1スイッチング素子Q1が設けられている。第1スイッチ4では、第1経路r11の一部とグランドとの間に第2スイッチング素子Q2が設けられる。第2スイッチング素子Q2は、第1経路r11のうち第1スイッチング素子Q1と第1フィルタ21との間の経路に接続されている。より詳細には、第2スイッチング素子Q2は、第1経路r11の一部において第1スイッチング素子Q1と選択端子40との間の部分と、グランドとの間に設けられている。第4スイッチング素子Q4は、第2経路r12のうち第3スイッチング素子Q3と第1フィルタ21との間の経路に接続されている。より詳細には、第4スイッチング素子Q4は、第2経路r12の一部において第3スイッチング素子Q3と選択端子41との間の部分と、グランドとの間に設けられている。
また、第1スイッチ4では、共通端子49と選択端子41との間に上述の第2経路r12の一部が形成されており、第2経路r12の一部において、共通端子49と選択端子41との間に第3スイッチング素子Q3が設けられている。また、第1スイッチ4では、第2経路r12の一部とグランドとの間に第4スイッチング素子Q4が設けられる。第4スイッチング素子Q4は、第2経路r12のうち第3スイッチング素子Q3と第1フィルタ21との間の経路に接続されている。より詳細には、第4スイッチング素子Q4は、第2経路r12の一部において第3スイッチング素子Q3と選択端子41との間の部分と、グランドとの間に設けられている。
また、第1スイッチ4では、共通端子49と選択端子42との間に上述の信号経路r2の一部が形成されており、信号経路r2の一部において、共通端子49と選択端子42との間に第5スイッチング素子Q5が設けられている。また、第1スイッチ4では、信号経路r2の一部とグランドとの間に第6スイッチング素子Q6が設けられる。
また、第1スイッチ4では、アンテナ端子80と第3フィルタ23との間の信号経路r3の一部が共通端子49と選択端子43との間に形成されており、信号経路r3の一部において、共通端子49と選択端子43との間に第7スイッチング素子Q7が設けられている。また、第1スイッチ4では、信号経路r3の一部とグランドとの間に第8スイッチング素子Q8が設けられる。
また、第1スイッチ4では、アンテナ端子80と第4フィルタ24との間の信号経路r4の一部が共通端子49と選択端子44との間に形成されており、信号経路r4の一部において、共通端子49と選択端子44との間に第9スイッチング素子Q9が設けられている。また、第1スイッチ4では、信号経路r4の一部とグランドとの間に第10スイッチング素子Q10が設けられる。
第1スイッチ4における第1~第10スイッチング素子Q1~Q10の各々は、FET(Field Effect Transistor)である。高周波モジュール1は、第1スイッチ回路31を制御する制御回路16を更に備える。制御回路16は、第1スイッチ回路31の第1~第4スイッチング素子Q4を制御する。また、制御回路16は、第2スイッチ回路32の第5スイッチング素子Q5及び第6スイッチング素子Q6も制御する。また、制御回路16は、第3スイッチ回路33の第7スイッチング素子Q7及び第8スイッチング素子Q8も制御する。また、制御回路16は、第4スイッチ回路34の第9スイッチング素子Q9及び第10スイッチング素子Q10も制御する。要するに、制御回路16は、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10それぞれを導通状態(オン)又は非導通状態(オフ)に制御する。制御回路16は、複数の第2制御端子84から取得した制御信号に基づいて第1スイッチ4の第1~第10スイッチング素子Q1~Q10を制御する。制御回路16は、信号処理回路301からの制御信号に従って第1スイッチ4を制御するロジック回路である。制御回路16がRF信号処理回路302から受信する制御信号は、例えば、第1通信バンドと第2通信バンドとのキャリアアグリゲーション又はデュアルコネクティビティに対応する第1コマンド、第1通信バンドの単一通信に対応する第2コマンド、等である。高周波モジュール1は、制御回路16が第1コマンドを受信すると、第1モードで動作し、制御回路16が第2コマンドを受信すると、第2モードで動作する。高周波モジュール1は、第1スイッチ4と制御回路16とを含む1チップのICチップ10(図5参照)を有している。
第2スイッチ5は、共通端子50と、4つの選択端子51~54と、を有する。共通端子50は、出力整合回路13を介してパワーアンプ11の出力端子に接続されている。選択端子51は、送信フィルタ211の入力端子(第1フィルタ21を構成するデュプレクサの送信端子)に接続されている。選択端子52は、送信フィルタ221の入力端子(第2フィルタ22を構成するデュプレクサの送信端子)に接続されている。選択端子53は、送信フィルタ231の入力端子(第3フィルタ23を構成するデュプレクサの送信端子)に接続されている。選択端子54は、送信フィルタ241の入力端子(第4フィルタ24を構成するデュプレクサの送信端子)に接続されている。第2スイッチ5は、例えば、共通端子50に4つの選択端子51~54のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第2スイッチ5は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
第2スイッチ5は、例えば、コントローラ14によって制御される。第2スイッチ5は、例えば、コントローラ14からの制御信号に従って、共通端子50と4つ選択端子51~54との接続状態を切り替える。第2スイッチ5は、例えば、スイッチIC(Integrated Circuit)である。
第3スイッチ6は、共通端子60と、4つの選択端子61~64と、を有する。共通端子60は、ローノイズアンプ15の入力端子に接続されている。選択端子61は、受信フィルタ212の出力端子(第1フィルタ21を構成するデュプレクサの受信端子)に接続されている。選択端子62は、受信フィルタ222の出力端子(第2フィルタ22を構成するデュプレクサの受信端子)に接続されている。選択端子63は、受信フィルタ232の出力端子(第3フィルタ23を構成するデュプレクサの受信端子)に接続されている。選択端子64は、受信フィルタ242の出力端子(第4フィルタ24を構成するデュプレクサの受信端子)に接続されている。第3スイッチ6は、例えば、共通端子60に4つの選択端子61~64のうち少なくとも1つ以上を接続可能なスイッチである。ここで、第3スイッチ6は、例えば、一対一及び一対多の接続が可能なスイッチである。
第3スイッチ6は、例えば、コントローラ14によって制御される。第3スイッチ6は、例えば、コントローラ14からの制御信号に従って、共通端子60と4つ選択端子61~64との接続状態を切り替える。第3スイッチ6は、例えば、スイッチICである。
位相回路7は、信号経路r1のうち第1経路r11に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。位相回路7は、第1モードのときに第1フィルタ21とアンテナ端子80との間のインピーダンスを整合させるための整合回路を兼ねている。位相回路7は、図3に示すように、キャパシタC1を含む。キャパシタC1は、第1経路r11において第1スイッチング素子Q1と第1フィルタ21との間に設けられている。より詳細には、キャパシタC1は、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との接続点T1と、信号経路r1における第1経路r11と第2経路r12との接続点であって第1フィルタ21に接続されている接続点T0と、の間に設けられている。更に詳細には、キャパシタC1は、第1スイッチング素子Q1が接続されている選択端子40と、接続点T0との間に設けられている。実施形態1に係る高周波モジュール1では、第3スイッチング素子Q3と第4スイッチング素子Q4との接続点T2と、接続点T0と、は、位相回路7を介さずに接続されている。
高周波モジュール1では、例えば、第1フィルタ21を、高周波モジュール1が第2モードで動作するときに所定の周波数特性となるように回路設計してあり、位相回路7は、高周波モジュール1が第1モードで動作するときに第1フィルタ21とアンテナ端子80との間のインピーダンスを整合させるように回路設計されている。
(1.2)高周波モジュールの動作
高周波モジュール1は、上述のように、第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第1フィルタ21のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。また、高周波モジュール1は、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第2フィルタ22のみを利用した送信又は受信が可能な第3モードでも動作可能である。高周波モジュール1では、第1モードにおいて第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信を行う場合、第2スイッチ5の共通端子50が2つの選択端子51、52と接続される。高周波モジュール1では、第1モードにおいて第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時受信を行う場合、第3スイッチ6の共通端子60が2つの選択端子61、62と接続される。また、高周波モジュール1では、第2モードにおいて第1フィルタ21のみを利用した送信を行う場合、第2スイッチ5の共通端子50が1つの選択端子51と接続される。また、高周波モジュール1では、第3モードにおいて第2フィルタ22のみを利用した受信を行う場合、第3スイッチ6の共通端子60が1つの選択端子62と接続される。第2スイッチ5及び第3スイッチ6は、例えば、コントローラ14によって制御される。また、コントローラ14は、例えば、信号処理回路301からの制御信号に基づいて第2スイッチ5及び第3スイッチ6を制御する。なお、コントローラ14は、パワーアンプ11も制御する。
高周波モジュール1は、上述のように、第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第1フィルタ21のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。また、高周波モジュール1は、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第2フィルタ22のみを利用した送信又は受信が可能な第3モードでも動作可能である。高周波モジュール1では、第1モードにおいて第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信を行う場合、第2スイッチ5の共通端子50が2つの選択端子51、52と接続される。高周波モジュール1では、第1モードにおいて第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時受信を行う場合、第3スイッチ6の共通端子60が2つの選択端子61、62と接続される。また、高周波モジュール1では、第2モードにおいて第1フィルタ21のみを利用した送信を行う場合、第2スイッチ5の共通端子50が1つの選択端子51と接続される。また、高周波モジュール1では、第3モードにおいて第2フィルタ22のみを利用した受信を行う場合、第3スイッチ6の共通端子60が1つの選択端子62と接続される。第2スイッチ5及び第3スイッチ6は、例えば、コントローラ14によって制御される。また、コントローラ14は、例えば、信号処理回路301からの制御信号に基づいて第2スイッチ5及び第3スイッチ6を制御する。なお、コントローラ14は、パワーアンプ11も制御する。
以下、高周波モジュール1の動作例について図4A~4Cを参照しながら説明する。図4A~4Cでは、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10の導通状態(オン)、非導通状態(オフ)を分かりやすくするために、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10の図記号をFETの図記号ではなくスイッチの図記号で表記してある。第1~第10スイッチング素子Q1~Q10の各々がFETの場合、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10の各々は、FETのゲート-ソース間電圧がゲート閾値電圧以上のときに導通状態となり、FETのゲート-ソース間電圧がゲート閾値電圧未満のときに非導通状態となる。制御回路16は、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10それぞれを構成するFETのゲート-ソース間電圧を制御することによって、第1~第10スイッチング素子Q10を制御する。制御回路16は、例えば、信号処理回路301からの制御信号に基づいて第1~第10スイッチング素子Q1~Q10を制御する。高周波モジュール1では、制御回路16は、信号処理回路301から第1コマンドを受信した場合、第1モードに対応するように第1~第10スイッチング素子Q1~Q10を制御する。また、制御回路16は、信号処理回路301から第2コマンドを受信した場合、第2モードに対応するように第1~第10スイッチング素子Q1~Q10を制御する。
高周波モジュール1では、第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信を行う第1モードの場合、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10それぞれの状態は、図4Bに示す状態である。また、高周波モジュール1では、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第1フィルタ21のみを利用した送信又は受信を行う第2モードの場合、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10それぞれの状態は、図4Aに示す状態である。また、高周波モジュール1では、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第2フィルタ22のみを利用した送信又は受信を行う第3モードの場合、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10それぞれの状態は、図4Cに示す状態である。
第1モードの場合、図4Bに示すように、第1スイッチ回路31では、第1経路r11の第1スイッチング素子Q1が導通状態(オン)であり、第2経路r12の第3スイッチング素子Q3が非導通状態(オフ)であり、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4が非導通状態(オフ)である。高周波モジュール1は、第1モードの場合、第4スイッチング素子Q4が非導通状態(オフ)であることにより、第2経路r12が電気的にグランドに接続されず、グランドに対してオープンの状態となり、同時送信のときに高周波信号が第1経路r11を通過できなくなることを防止できる。
また、第1モードの場合、図4Bに示すように、第2スイッチ回路32では、信号経路r2の第5スイッチング素子Q5が導通状態(オン)であり、信号経路r2とグランドとの間の第6スイッチング素子Q6が非導通状態(オフ)である。また、第1モードの場合、図4Bに示すように、第3スイッチ回路33では、信号経路r3の第7スイッチング素子Q7が非導通状態(オフ)であり、信号経路r3とグランドとの間の第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)である。第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)であることにより、第3スイッチ回路33の信号経路r3は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。また、第1モードの場合、図4Bに示すように、第4スイッチ回路34では、信号経路r4の第9スイッチング素子Q9が非導通状態(オフ)であり、信号経路r4とグランドとの間の第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)である。第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)であることにより、第4スイッチ回路34の信号経路r4は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。
第2モードの場合、図4Aに示すように、第1スイッチ回路31では、第1経路r11の第1スイッチング素子Q1が非導通状態(オフ)であり、第2経路r12の第3スイッチング素子Q3が導通状態(オン)であり、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4が非導通状態(オフ)である。高周波モジュール1は、第2モードの場合、第2スイッチング素子Q2が非導通状態(オフ)であることにより、第1経路r11が電気的にグランドに接続されない(グランドに対してオープンの状態となる)ので、第2経路r12が位相回路7と第2スイッチング素子Q2とを介してグランドと接続されるのを防止でき、特性劣化を抑制することができる。また、第4スイッチング素子Q4が非導通状態(オフ)であることにより、第2経路r12は、電気的にグランドに接続されない(グランドに対してオープンの状態となる)。
第2モードの場合、図4Aに示すように、第2スイッチ回路32では、信号経路r2の第5スイッチング素子Q5が非導通状態(オフ)であり、信号経路r2とグランドとの間の第6スイッチング素子Q6が導通状態(オン)である。第6スイッチング素子Q6が導通状態(オン)であることにより、第2スイッチ回路32の信号経路r2は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。また、第2モードの場合、図4Aに示すように、第3スイッチ回路33では、信号経路r3の第7スイッチング素子Q7が非導通状態(オフ)であり、信号経路r3とグランドとの間の第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)である。第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)であることにより、第3スイッチ回路33の信号経路r3は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。また、第2モードの場合、図4Aに示すように、第4スイッチ回路34では、信号経路r4の第9スイッチング素子Q9が非導通状態(オフ)であり、信号経路r4とグランドとの間の第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)である。第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)であることにより、第4スイッチ回路34の信号経路r4は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。
第3モードの場合、図4Cに示すように、第1スイッチ回路31では、第1経路r11の第1スイッチング素子Q1が非導通状態(オフ)であり、第2経路r12の第3スイッチング素子Q3が非導通状態(オフ)であり、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4が導通状態(オン)である。第2スイッチング素子Q2が導通状態(オン)であることにより、第1経路r11は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。また、第4スイッチング素子Q4が導通状態(オン)であることにより、第2経路r12は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。高周波モジュール1は、第3モードの場合、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4の各々が導通状態となるので、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4の各々の非導通状態での寄生容量の影響による特性劣化を抑制することが可能となる。
第3モードの場合、図4Cに示すように、第2スイッチ回路32では、信号経路r2の第5スイッチング素子Q5が導通状態(オン)であり、信号経路r2とグランドとの間の第6スイッチング素子Q6が非導通状態(オフ)である。また、第3モードの場合、図4Cに示すように、第3スイッチ回路33では、信号経路r3の第7スイッチング素子Q7が非導通状態(オフ)であり、第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)である。また、第3モードの場合、図4Cに示すように、第4スイッチ回路34では、信号経路r4の第9スイッチング素子Q9が非導通状態(オフ)であり、第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)である。
以下では、制御回路16の動作について、より詳細に説明する。
制御回路16は、第1コマンドを受信すると、上述の図4Bに示すように、第1スイッチング素子Q1と第5スイッチング素子Q5とを導通状態に制御し、第2スイッチング素子Q2、第3スイッチング素子Q3、第4スイッチング素子Q4、第6スイッチング素子Q6、第7スイッチング素子Q7及び第9スイッチング素子Q9を非導通状態に制御し、第8スイッチング素子Q8及び第10スイッチング素子Q10を導通状態に制御する。したがって、第1モードの場合、制御回路16は、第2経路r12に対応する第3スイッチング素子Q3と第4スイッチング素子Q4との両方を非導通状態とする。
また、制御回路16は、第2コマンドを受信すると、上述の図4Aに示すように、第3スイッチング素子Q3を導通状態に制御し、第1スイッチング素子Q1、第2スイッチング素子Q2、第4スイッチング素子Q4、第5スイッチング素子Q5、第7スイッチング素子Q7及び第9スイッチング素子Q9を非導通状態に制御し、第8スイッチング素子Q8及び第10スイッチング素子Q10を導通状態に制御する。したがって、第2モードの場合、制御回路16は、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との両方を非導通状態とする。
以下では、説明の便宜上、第1スイッチング素子Q1、第3スイッチング素子Q3、第5スイッチング素子Q5、第7スイッチング素子Q7及び第9スイッチング素子Q9を区別せずにシリーズスイッチと称することもある。また、第2スイッチング素子Q2、第4スイッチング素子Q4、第6スイッチング素子Q6、第8スイッチング素子Q8及び第10スイッチング素子Q10を区別せずにシャントスイッチと称することもある。高周波モジュール1では、シリーズスイッチとシャントスイッチとのペアを複数(5つ)有している。複数のペアは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とのペアと、第3スイッチング素子Q3と第4スイッチング素子Q4とのペアと、第5スイッチング素子Q5と第6スイッチング素子Q6とのペアと、第7スイッチング素子Q7と第8スイッチング素子Q8とのペアと、第9スイッチング素子Q9と第10スイッチング素子Q10とのペアと、を含む。
高周波モジュール1では、第1モードで動作する場合、制御回路16が、第2経路r12に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとの両方を非導通状態とし、第1経路r11、信号経路r2、信号経路r3及び信号経路r4の各々に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとのペアにおけるシリーズスイッチとシャントスイッチとを排他的に制御する。「ペアにおけるシリーズスイッチとシャントスイッチとを排他的に制御する」とは、シリーズスイッチとシャントスイッチとのペアに関し、シリーズスイッチとシャントスイッチとの一方を導通状態に制御し、他方を非導通状態に制御することを意味する。また、高周波モジュール1では、第2モードで動作する場合、制御回路16が、第1経路r11に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとの両方を非導通状態とし、第2経路r12、信号経路r2(第3経路)、信号経路r3及び信号経路r4の各々に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとのペアにおけるシリーズスイッチとシャントスイッチとを排他的に制御する。
(1.3)高周波モジュールの構造
以下、高周波モジュール1の構造について図5を参照して説明する。
以下、高周波モジュール1の構造について図5を参照して説明する。
高周波モジュール1は、高周波モジュール1の複数の回路部品(第1フィルタ21、第2フィルタ22、ICチップ10等)が実装される実装基板9を備える。また、高周波モジュール1は、複数の外部接続端子8を備える。また、高周波モジュール1は、第1樹脂層17と、第2樹脂層18と、シールド層19と、を更に備える。
実装基板9は、実装基板9の厚さ方向D1において互いに対向する第1主面91及び第2主面92を有する。実装基板9は、例えば、複数の誘電体層及び複数の導電層を含む多層基板である。複数の誘電体層及び複数の導電層は、実装基板9の厚さ方向D1において積層されている。複数の導電層は、層ごとに定められた所定パターンに形成されている。複数の導電層の各々は、実装基板9の厚さ方向D1に直交する一平面内において1つ又は複数の導体部を含む。各導電層の材料は、例えば、銅である。複数の導電層は、グランド層を含む。高周波モジュール1では、複数のグランド端子85とグランド層とが、実装基板9の有するビア導体等を介して電気的に接続されている。実装基板9は、例えば、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)基板である。実装基板9は、LTCC基板に限らず、例えば、プリント配線板、HTCC(High Temperature Co-fired Ceramics)基板、樹脂多層基板であってもよい。
また、実装基板9は、LTCC基板に限らず、例えば、配線構造体であってもよい。配線構造体は、例えば、多層構造体である。多層構造体は、少なくとも1つの絶縁層と、少なくとも1つの導電層とを含む。絶縁層は、所定パターンに形成されている。絶縁層が複数の場合は、複数の絶縁層は、層ごとに定められた所定パターンに形成されている。導電層は、絶縁層の所定パターンとは異なる所定パターンに形成されている。導電層が複数の場合は、複数の導電層は、層ごとに定められた所定パターンに形成されている。導電層は、1つ又は複数の再配線部を含んでもよい。配線構造体では、多層構造体の厚さ方向において互いに対向する2つの面のうち第1面が実装基板9の第1主面91であり、第2面が実装基板9の第2主面92である。配線構造体は、例えば、インタポーザであってもよい。インタポーザは、シリコン基板を用いたインタポーザであってもよいし、多層で構成された基板であってもよい。
実装基板9の第1主面91及び第2主面92は、実装基板9の厚さ方向D1において離れており、実装基板9の厚さ方向D1に交差する。実装基板9における第1主面91は、例えば、実装基板9の厚さ方向D1に直交しているが、例えば、厚さ方向D1に直交しない面として導体部の側面等を含んでいてもよい。また、実装基板9における第2主面92は、例えば、実装基板9の厚さ方向D1に直交しているが、例えば、厚さ方向D1に直交しない面として、導体部の側面等を含んでいてもよい。また、実装基板9の第1主面91及び第2主面92は、微細な凹凸又は凹部又は凸部が形成されていてもよい。例えば、実装基板9の第1主面91に凹部が形成されている場合、凹部の内面は、第1主面91に含まれる。
実施形態1に係る高周波モジュール1では、複数の回路部品のうち第1群の回路部品が実装基板9の第1主面91に実装されている。第1群の回路部品は、例えば、第1~第4フィルタ21~24(図1参照)と、パワーアンプ11と、出力整合回路13(図1参照)の回路素子と、位相回路7の回路素子(キャパシタC1)と、を含む。キャパシタC1は、例えば、表面実装型のキャパシタである。「回路部品が実装基板9の第1主面91に実装されている」とは、回路部品が実装基板9の第1主面91に配置されていること(機械的に接続されていること)と、回路部品が実装基板9(の適宜の導体部)と電気的に接続されていることと、を含む。高周波モジュール1では、複数の回路部品のうち第2群の回路部品が実装基板9の第2主面92に実装されている。第2群の回路部品は、第1スイッチ4と制御回路16とを含むICチップ10と、第2スイッチ5(図1参照)と、第3スイッチ6(図1参照)と、コントローラ14(図1参照)と、ローノイズアンプ15(図1参照)と、を含む。「回路部品が実装基板9の第2主面92に実装されている」とは、回路部品が実装基板9の第2主面92に配置されていること(機械的に接続されていること)と、回路部品が実装基板9(の適宜の導体部)と電気的に接続されていることと、を含む。高周波モジュール1は、実装基板9に実装される回路部品だけに限らず、実装基板9内に設けられる回路素子を含んでもよい。
複数の送信フィルタ211、221、231、241の各々は、複数のSAW(Surface Acoustic Wave)共振子を含む弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用する表面弾性波フィルタである。複数の受信フィルタ212、222、232、242の各々は、複数のSAW共振子を含む弾性波フィルタである。弾性波フィルタは、例えば、弾性表面波を利用する表面弾性波フィルタである。第1フィルタ21は、送信フィルタ211と受信フィルタ212とを含む1つの回路部品(デュプレクサ)である。第2フィルタ22は、送信フィルタ221と受信フィルタ222とを含む1つの回路部品(デュプレクサ)である。第3フィルタ23は、送信フィルタ231と受信フィルタ232とを含む1つの回路部品(デュプレクサ)である。第4フィルタ24は、送信フィルタ241と受信フィルタ242とを含む1つの回路部品(デュプレクサ)である。第1~第4フィルタ21~24は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、長方形状であるが、これに限らず、例えば、正方形状であってもよい。
パワーアンプ11は、電力増幅用ICチップである。パワーアンプ11は、実装基板9の第1主面91にフリップチップ実装されている。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、パワーアンプ11の外周形状は、四角形状である。パワーアンプ11では、ドライバ段増幅器と最終段増幅器との各々は、増幅用トランジスタを含んでいる。増幅用トランジスタは、例えば、HBT(Heterojunction Bipolar Transistor)である。この場合、パワーアンプ11を構成する電力増幅用ICチップは、例えば、GaAs系ICチップである。増幅用トランジスタは、HBT等のバイポーラトランジスタに限らず、例えば、FET(Field Effect Transistor)であってもよい。FETは、例えば、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)である。パワーアンプ11を構成する電力増幅用ICチップは、GaAs系ICチップに限らず、例えば、Si系ICチップ、SiGe系ICチップ又はGaN系ICチップであってもよい。
出力整合回路13に含まれるインダクタは、例えば、チップインダクタであり、実装基板9の第1主面91に実装されている。
第1スイッチ4と制御回路16とを含むICチップ10は、例えば、Si系ICチップである。ICチップ10は、実装基板9の第2主面92にフリップチップ実装されている。実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、ICチップ10の外周形状は、四角形状である。
ローノイズアンプ15は、実装基板9の第2主面92にフリップチップ実装されている。実施形態1に係る高周波モジュール1では、ローノイズアンプ15と第2スイッチ5と第3スイッチ6とを含むSi系ICチップが、実装基板9の第2主面92に実装されていてもよい。ローノイズアンプ15は、増幅用トランジスタとして電界効果トランジスタを含んでいる。ローノイズアンプ15における増幅用トランジスタは、電界効果トランジスタに限らず、例えば、バイポーラトランジスタであってもよい。
複数の外部接続端子8は、実装基板9の第2主面92に配置されている。「外部接続端子8が実装基板9の第2主面92に配置されている」とは、外部接続端子8が実装基板9の第2主面92に機械的に接続されていることと、外部接続端子8が実装基板9(の適宜の導体部)と電気的に接続されていることと、を含む。複数の外部接続端子8の材料は、例えば、金属(例えば、銅、銅合金等)である。複数の外部接続端子8の各々は、柱状電極である。柱状電極は、例えば、円柱状の電極である。複数の外部接続端子8は、実装基板9の導体部に対して、例えば、はんだにより接合されているが、これに限らず、例えば、導電性接着剤(例えば、導電性ペースト)を用いて接合されていてもよいし、直接接合されていてもよい。
複数の外部接続端子8は、アンテナ端子80と、信号入力端子81(図1参照)と、信号出力端子82(図1参照)と、複数の第1制御端子83(図1参照)と、複数の第2制御端子84(図1参照)と、複数のグランド端子85と、を含んでいる。複数のグランド端子85は、実装基板9のグランド層と電気的に接続されている。グランド層は高周波モジュール1の回路グランドであり、高周波モジュール1の複数の回路部品は、グランド層と電気的に接続されている回路部品を含む。
第1樹脂層17は、実装基板9の第1主面91に配置されている。第1樹脂層17は、複数の回路部品のうち実装基板9の第1主面91に実装されている第1群の回路部品それぞれを覆っている。第1樹脂層17は、樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を含む。第1樹脂層17は、樹脂の他にフィラーを含んでいてもよい。
第2樹脂層18は、実装基板9の第2主面92に実装されている第2群の回路部品と、複数の外部接続端子8それぞれの外周面と、を覆っている。第2樹脂層18は、樹脂(例えば、エポキシ樹脂)を含む。第2樹脂層18は、樹脂の他にフィラーを含んでいてもよい。第2樹脂層18の材料は、第1樹脂層17の材料と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
シールド層19は、第1樹脂層17を覆っている。シールド層19は、導電性を有する。シールド層19は、複数の金属層を積層した多層構造を有しているが、これに限らず、1つの金属層であってもよい。金属層は、1又は複数種の金属を含む。シールド層19は、第1樹脂層17における実装基板9側とは反対側の主面171と、第1樹脂層17の外周面173と、実装基板9の外周面93と、を覆っている。また、シールド層19は、第2樹脂層18の外周面183も覆っている。シールド層19は、実装基板9の有するグランド層の外周面の少なくとも一部と接触している。これにより、シールド層19の電位をグランド層の電位と同じにすることができる。高周波モジュール1では、実装基板9の第1主面91に実装されている第1群の回路部品のうち一部の回路部品における実装基板9側とは反対側の主面がシールド層19に接していてもよい。
高周波モジュール1では、位相回路7の回路素子(キャパシタC1)が実装基板9の第1主面91に実装され、スイッチ回路31(図2及び3参照)を含むICチップ10が実装基板9の第2主面92に実装されている。高周波モジュール1では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、位相回路7の回路素子(キャパシタC1)がICチップ10と重なる。高周波モジュール1では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、位相回路7の回路素子(キャパシタC1)の全部がICチップ10の一部に重なっているが、これに限らず、位相回路7の回路素子(キャパシタC1)の一部がICチップ10の一部に重なっていてもよいし、位相回路7の回路素子(キャパシタC1)の全部がICチップ10の全部に重なっていてもよい。
高周波モジュール1では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、パワーアンプ11と位相回路7の回路素子(キャパシタC1)との間に、第1フィルタ21が位置している。
高周波モジュール1では、位相回路7の回路素子(キャパシタC1)は、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1フィルタ21に隣接している。「位相回路7の回路素子が第1フィルタ21に隣接している」とは、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で位相回路7の回路素子と第1フィルタ21との間に他の回路部品がなく、位相回路7の回路素子と第1フィルタ21とが隣り合っていることを意味する。
高周波モジュール1では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1フィルタ21の一部がICチップ10の一部と重なっているが、これに限らず、例えば、第1フィルタ21とICチップ10とが重なっていなくてもよい。
高周波モジュール1では、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、パワーアンプ11と他の回路部品とが重ならない。
(2)効果
(2.1)高周波モジュール
実施形態1に係る高周波モジュール1は、アンテナ端子80と、第1フィルタ21と、第2フィルタ22と、スイッチ回路31と、を備える。第1フィルタ21は、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第2フィルタ22は、第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。スイッチ回路31は、アンテナ端子80と第1フィルタ21との間に接続されている。高周波モジュール1は、第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第1フィルタ21のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。スイッチ回路31は、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2と、第3スイッチング素子Q3と、第4スイッチング素子Q4と、を有する。第1スイッチング素子Q1は、第1モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第1経路r11に設けられている。第2スイッチング素子Q2は、第1経路r11とグランドとの間に設けられる。第3スイッチング素子Q3は、第2モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第2経路r12に設けられている。第4スイッチング素子Q4は、第2経路r12とグランドとの間に設けられる。高周波モジュール1は、位相回路7を更に備える。位相回路7は、第1経路r11に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
(2.1)高周波モジュール
実施形態1に係る高周波モジュール1は、アンテナ端子80と、第1フィルタ21と、第2フィルタ22と、スイッチ回路31と、を備える。第1フィルタ21は、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第2フィルタ22は、第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。スイッチ回路31は、アンテナ端子80と第1フィルタ21との間に接続されている。高周波モジュール1は、第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第1フィルタ21のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。スイッチ回路31は、第1スイッチング素子Q1と、第2スイッチング素子Q2と、第3スイッチング素子Q3と、第4スイッチング素子Q4と、を有する。第1スイッチング素子Q1は、第1モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第1経路r11に設けられている。第2スイッチング素子Q2は、第1経路r11とグランドとの間に設けられる。第3スイッチング素子Q3は、第2モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第2経路r12に設けられている。第4スイッチング素子Q4は、第2経路r12とグランドとの間に設けられる。高周波モジュール1は、位相回路7を更に備える。位相回路7は、第1経路r11に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
実施形態1に係る高周波モジュール1は、第1経路r111と第2経路r12との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。実施形態1に係る高周波モジュール1は、スイッチ回路31が第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4を有するので、第2フィルタ22が設けられている信号経路r2(第3経路)と、第1経路r11及び第2経路r12と、のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。実施形態1に係る高周波モジュール1は、第1モードで動作する場合、第2経路r12に対応する第3スイッチング素子Q3と第4スイッチング素子Q4との両方が非導通状態となり、第1経路r11に対応する第1スイッチング素子と第2スイッチング素子Q2とのうち第1スイッチング素子Q1が導通状態となり、第2スイッチング素子Q2が非導通状態となる。したがって、実施形態1に係る高周波モジュール1は、例えば、第3経路(信号経路r2)に対応する第5スイッチング素子Q5と第6スイッチング素子Q6とのうち第5スイッチング素子Q5が導通状態となり、第6スイッチング素子Q6が非導通状態となることにより、第1経路r11と第3経路r2との間のアイソレーションを向上させることが可能となる。また、実施形態1に係る高周波モジュール1は、第2モードで動作する場合、第1経路r11に対応する第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との両方が非導通状態となり、第2経路r12に対応する第3スイッチング素子Q3と第4スイッチング素子Q4とのうち第3スイッチング素子Q1が導通状態となり、第4スイッチング素子Q4が非導通状態となる。したがって、実施形態1に係る高周波モジュール1は、例えば、第3経路(信号経路r2)に対応する第5スイッチング素子Q5と第6スイッチング素子Q6とのうち第5スイッチング素子Q5が導通状態となり、第6スイッチング素子Q6が非導通状態となることにより、第2経路r12と第3経路r2とのアイソレーションを向上させることが可能となる。
また、実施形態1に係る高周波モジュール1では、第1スイッチング素子Q1と第3スイッチング素子Q3とのうちの一方が導通状態であり他方が非導通状態であるとき、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4は、非導通状態である。これにより、実施形態1に係る高周波モジュール1は、第1モード及び第2モードそれぞれで動作するときの特性の低下を抑制することが可能となる。
また、高周波モジュール1は、スイッチ回路31である第1スイッチ回路31とは別にアンテナ端子80と第2フィルタ22との間に接続されている第2スイッチ回路32を更に備える。第2スイッチ回路32では、第5スイッチング素子Q5が、アンテナ端子80と第2フィルタ22との間の信号経路r2(第3経路)に設けられ、第6スイッチング素子Q6が、信号経路r2とグランドとの間に設けられる。これにより、実施形態1に係る高周波モジュール1は、第1経路r11と信号経路r2とのアイソレーション、及び第2経路r12と信号経路r2とのアイソレーションそれぞれの向上を図ることが可能となる。
(2.2)通信装置
実施形態1に係る通信装置300は、高周波モジュール1と、信号処理回路301と、を備える。信号処理回路301は、高周波モジュール1に接続されている。
実施形態1に係る通信装置300は、高周波モジュール1と、信号処理回路301と、を備える。信号処理回路301は、高周波モジュール1に接続されている。
実施形態1に係る通信装置300は、高周波モジュール1を備えるので、第1経路r11と第2経路r12とのアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
信号処理回路301を構成する複数の電子部品は、例えば、上述の回路基板に実装されていてもよいし、高周波モジュール1が実装された回路基板(第1回路基板)とは別の回路基板(第2回路基板)に実装されていてもよい。
(3)高周波モジュールの変形例
実施形態1の変形例に係る高周波モジュール1aについて、図6を参照して説明する。変形例に係る高周波モジュール1aに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態1の変形例に係る高周波モジュール1aについて、図6を参照して説明する。変形例に係る高周波モジュール1aに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
変形例に係る高周波モジュール1aは、位相回路7がデジタルチューナブルキャパシタC11である点で、実施形態1に係る高周波モジュール1と相違する。
デジタルチューナブルキャパシタC11は、例えば、制御回路16(図1参照)によって制御される。変形例に係る高周波モジュール1aは、同時送信又は同時通信する通信バンドの組み合わせに応じてデジタルチューナブルキャパシタC11の容量を変化させることにより、第1経路r11を通る高周波信号の位相を調整することが可能となる。変形例に係る高周波モジュール1aでは、同時送信又は同時受信の際に第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域が第2周波数帯域の他にもある場合(例えば、第3周波数帯域、第4周波数帯域がある場合)でも、第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域に応じてデジタルチューナブルキャパシタC11の容量を変化させることにより、第1フィルタ21と同時に利用するフィルタの通過帯域に応じて第1経路r11を通る高周波信号の位相を調整することが可能となる。
(実施形態2)
実施形態2に係る高周波モジュール1bについて、図7を参照して説明する。実施形態2に係る高周波モジュール1bに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る高周波モジュール1bについて、図7を参照して説明する。実施形態2に係る高周波モジュール1bに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態2に係る高周波モジュール1bは、位相回路7が第2経路r12に設けられている点で、実施形態1に係る高周波モジュール1と相違する。
実施形態2に係る高周波モジュール1bでは、位相回路7は、信号経路r1の第2経路r12において第3スイッチング素子Q3と第1フィルタ21との間に設けられている。より詳細には、位相回路7は、第3スイッチング素子Q3と第4スイッチング素子Q4との接続点T2と、信号経路r1における第1経路r11と第2経路r12との接続点であって第1フィルタ21に接続されている接続点T0と、の間に設けられている。更に詳細には、位相回路7は、第3スイッチング素子Q3が接続されている選択端子41と、接続点T0との間に設けられている。実施形態2に係る高周波モジュール1bでは、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との接続点T1と、接続点T0と、は、位相回路7を介さずに接続されている。
高周波モジュール1bでは、位相回路7は、例えば、第2モードのときに第1フィルタ21とアンテナ端子80との間での高周波信号の位相が第2モードに適した所定の位相になるように回路設計されている。
実施形態2に係る高周波モジュール1bは、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4を備えているので、第1経路r11と第2経路r12との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。また、実施形態2に係る高周波モジュール1bは、位相回路7のキャパシタC1(図3参照)の代わりにデジタルチューナブルキャパシタC11(図6参照)を備えていてもよい。この場合、第2経路r12に接続される第1フィルタ21の通過帯域に応じて位相回路7の容量を調整することが可能となる。
(実施形態3)
実施形態3に係る高周波モジュール1cについて、図8を参照して説明する。実施形態3に係る高周波モジュール1cに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3に係る高周波モジュール1cについて、図8を参照して説明する。実施形態3に係る高周波モジュール1cに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態3に係る高周波モジュール1cは、スイッチ回路31が第1経路r11を複数(例えば、2つ)含み、位相回路7を複数(例えば、2つ)備える点で、実施形態1に係る高周波モジュール1と相違する。複数の位相回路7は、複数の第1経路r11に一対一に設けられている。実施形態3に係る高周波モジュール1cでは、複数の位相回路7のインピーダンスが互いに異なる。より詳細には、実施形態3に係る高周波モジュール1cでは、複数の位相回路7の各々がキャパシタC1を含んでおり、複数の位相回路7のキャパシタC1の容量が互いに異なる。実施形態3に係る高周波モジュール1cは、第1フィルタ21に接続される選択端子40を複数(2つ)備えており、複数の第1経路r11の各々に対して第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とのペアが設けられている。したがって、高周波モジュール1cは、1つの第1フィルタ21に対して、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2とのペアを複数(2つ)有している。
実施形態3に係る高周波モジュール1cは、同時送信又は同時受信の際に第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域が第2周波数帯域の他にもある場合(例えば、第3周波数帯域、第4周波数帯域がある場合)でも、第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域に応じて第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との複数のペアのうち第1スイッチング素子Q1を導通状態し第2スイッチング素子Q2を非導通状態とするペアを変えることにより、第1フィルタ21と同時に利用するフィルタの通過帯域に応じて第1経路r11を通る高周波信号の位相を調整することが可能となる。実施形態3に係る高周波モジュール1cでは、同時送信又は同時受信又は同時送受信の際に、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との複数のペアのうち1つのペアの第1スイッチング素子Q1を導通状態とし第2スイッチング素子Q2を非導通状態とするが、残りのペアの第1スイッチング素子Q1及び第2スイッチング素子Q2は、非導通状態とする。
実施形態3に係る高周波モジュール1cは、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4を備えているので、第1経路r11と第2経路r12との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
実施形態3に係る高周波モジュール1cでは、第1経路r11の数は、2つに限らず、3つ以上であってもよい。
(実施形態4)
実施形態4に係る高周波モジュール1dについて、図9を参照して説明する。実施形態4に係る高周波モジュール1dに関し、実施形態3に係る高周波モジュール1cと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態4に係る高周波モジュール1dについて、図9を参照して説明する。実施形態4に係る高周波モジュール1dに関し、実施形態3に係る高周波モジュール1cと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態4に係る高周波モジュール1dは、複数(例えば、2つ)の位相回路7のうち少なくとも1つがLCフィルタを構成している点で、実施形態1に係る高周波モジュール1と相違する。LCフィルタを構成している位相回路7は、キャパシタC1と、キャパシタC1に並列接続されたインダクタL1と、を含んでいる。LCフィルタは、第1周波数帯域とは異なる所定の周波数帯の高周波信号の通過を阻止するように構成されている。
実施形態4に係る高周波モジュール1dは、実施形態3に係る高周波モジュール1cと同様、同時送信又は同時受信の際に第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域が第2周波数帯域の他にもある場合(例えば、第3周波数帯域、第4周波数帯域がある場合)でも、第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域に応じて第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q2との複数のペアのうち第1スイッチング素子Q1を導通状態し第2スイッチング素子Q2を非導通状態とするペアを変えることにより、第1フィルタ21と同時に利用するフィルタの通過帯域に応じて第1経路r11を通る高周波信号の位相を調整することが可能となる。
また、実施形態4に係る高周波モジュール1dは、実施形態3に係る高周波モジュール1cと同様、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4を備えているので、第1経路r11と第2経路r12との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
実施形態4に係る高周波モジュール1dでは、複数の位相回路7のうち1つの位相回路7がLCフィルタを構成しているが、少なくとも1つの位相回路7がLCフィルタを構成していればよく、複数の位相回路7の各々がLCフィルタを構成していてもよい。
(実施形態5)
実施形態5に係る高周波モジュール1eについて、図10~12を参照して説明する。実施形態5に係る高周波モジュール1eに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態5に係る高周波モジュール1eについて、図10~12を参照して説明する。実施形態5に係る高周波モジュール1eに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態5に係る高周波モジュール1eは、ICチップ10が、位相回路7も含んでいる点で、実施形態1に係る高周波モジュール1と相違する。ICチップ10は、第1スイッチ4と制御回路16と位相回路7とを含んでいる、つまり、第1スイッチ回路31、第2スイッチ回路32、第3スイッチ回路33及び第4スイッチ回路34と、制御回路16と、位相回路7と、を含んでいるが、これに限らない。ICチップ10は、少なくともスイッチ回路31と位相回路7とを含んでいればよい。位相回路7は、第1スイッチ4の選択端子40と第1フィルタ21との間に設けられているが、これに限らず、例えば、第1スイッチング素子Q1と第2スイッチング素子Q12との接続点T1と、選択端子40と、の間に設けられていてもよい。
位相回路7は、例えば、図11に示すように、第1経路r11に設けられたデジタルチューナブルキャパシタC11を含む。
また、実施形態5に係る高周波モジュール1eは、図12に示すように、実装基板9の第2主面92に実装されているICチップ10が位相回路7を含んでいる点で、実施形態1に係る高周波モジュール1と相違する。つまり、実施形態5に係る高周波モジュール1eでは、位相回路7(の回路素子)は、実装基板9の第1主面91に実装されていない。
高周波モジュール1eは、1つのICチップ10に位相回路7とスイッチ回路31とが含まれているので、位相回路7とスイッチ回路31との間の配線長の短縮化を図ることが可能となる。
また、高周波モジュール1eでは、第1フィルタ21が実装基板9の第1主面91に実装されており、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1フィルタ21がICチップ10と重なる。高周波モジュール1eでは、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1フィルタ21の一部がICチップ10の一部に重なっているが、これに限らず、第1フィルタ21の全部がICチップ10の一部に重なっていてもよいし、第1フィルタ21の全部がICチップ10の全部に重なっていてもよい。
高周波モジュール1eでは、実装基板9の厚さ方向D1からの平面視で、第1フィルタ21がICチップ10と重なるので、第1フィルタ21とICチップ10との間の配線長の短縮化を図ることが可能となる。
実施形態5に係る高周波モジュール1eは、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様、第2スイッチング素子Q2及び第4スイッチング素子Q4を備えているので、第1経路r11と第2経路r12との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
位相回路7は、デジタルチューナブルキャパシタC11を含む場合に限らず、例えば、デジタルチューナブルキャパシタC11の代わりにキャパシタを含む構成であってもよい。
(実施形態5の変形例)
実施形態5の変形例に係る高周波モジュール1fについて、図13を参照して説明する。変形例に係る高周波モジュール1fに関し、実施形態5に係る高周波モジュール1eと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態5の変形例に係る高周波モジュール1fについて、図13を参照して説明する。変形例に係る高周波モジュール1fに関し、実施形態5に係る高周波モジュール1eと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
変形例に係る高周波モジュール1fは、複数の外部接続端子8がボールバンプである点で、実施形態5に係る高周波モジュール1eと相違する。また、変形例に係る高周波モジュール1fは、実施形態5に係る高周波モジュール1eの第2樹脂層18を備えていない点で、実施形態5に係る高周波モジュール1eと相違する。変形例に係る高周波モジュール1fは、実装基板9の第2主面92にフリップチップ実装されているICチップ10と実装基板9の第2主面92との間の隙間に設けられたアンダーフィル部を備えていてもよい。
複数の外部接続端子8の各々を構成するボールバンプの材料は、例えば、金、銅、はんだ等である。
複数の外部接続端子8は、ボールバンプにより構成された外部接続端子8と、柱状電極により構成された外部接続端子8と、を含んでいてもよい。
変形例に係る高周波モジュール1fは、実施形態5に係る高周波モジュール1eと同様、第1経路r11と第2経路r12との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
(実施形態6)
実施形態6に係る高周波モジュール1gについて、図14、15A~15Cを参照して説明する。実施形態6に係る高周波モジュール1gに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態6に係る高周波モジュール1gについて、図14、15A~15Cを参照して説明する。実施形態6に係る高周波モジュール1gに関し、実施形態1に係る高周波モジュール1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態6に係る高周波モジュール1gは、実施形態1に係る高周波モジュール1の第1~第4スイッチング素子Q1~Q4の代わりに、第1スイッチング素子Q11と、第2スイッチング素子Q12と、第3スイッチング素子Q13と、を有する。第1スイッチング素子Q11は、第1モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第1経路r11に設けられている。第2スイッチング素子Q12は、第2モードのときにアンテナ端子80と第1フィルタ21との間において利用可能な第2経路r12に設けられている。第3スイッチング素子Q13は、第1経路r11と第2経路r12との共通経路r10と、グランドと、の間に設けられている。高周波モジュール1gは、位相回路7を更に備える。位相回路7は、第1経路r11に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
位相回路7は、第1経路r11において第1スイッチング素子Q11と第1フィルタ21との間に設けられている。より詳細には、位相回路7は、第1スイッチ4の選択端子40と第1フィルタ21との間に設けられている。位相回路7は、例えば、デジタルチューナブルキャパシタを含む。
以下、高周波モジュール1gの動作例について図15A~15Cを参照しながら説明する。図15A~15Cでは、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10の導通状態(オン)、非導通状態(オフ)を分かりやすくするために、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10の図記号をFETの図記号ではなくスイッチの図記号で表記してある。制御回路16(図1参照)は、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10それぞれを構成するFETのゲート-ソース間電圧を制御することによって、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10を制御する。制御回路16は、例えば、信号処理回路301(図1参照)からの制御信号に基づいて第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10を制御する。高周波モジュール1gでは、制御回路16は、信号処理回路301から第1コマンドを受信した場合、第1モードに対応するように第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10を制御する。また、制御回路16は、信号処理回路301から第2コマンドを受信した場合、第2モードに対応するように第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10を制御する。
高周波モジュール1gでは、第1フィルタ21と第2フィルタ22との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信を行う第1モードの場合、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10それぞれの状態は、図15Bに示す状態である。また、高周波モジュール1gでは、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第1フィルタ21のみを利用した送信又は受信を行う第2モードの場合、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10それぞれの状態は、図15Aに示す状態である。また、高周波モジュール1gでは、第1フィルタ21と第2フィルタ22とのうち第2フィルタ22のみを利用した送信又は受信を行う第3モードの場合、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q5~Q10それぞれの状態は、図15Cに示す状態である。
第1モードの場合、図15Bに示すように、第1スイッチ回路31では、第1経路r11の第1スイッチング素子Q11が導通状態(オン)であり、第2経路r12の第2スイッチング素子Q12が非導通状態(オフ)であり、第3スイッチング素子Q13が非導通状態(オフ)である。高周波モジュール1gは、第1モードの場合、第3スイッチング素子Q13が非導通状態(オフ)であることにより、共通経路r10、第1経路r11及び第2経路r12が電気的にグランドに接続されず、グランドに対してオープンの状態となり、同時送信のときに高周波信号が第1経路r11を通過できなくなることを防止できる。
また、第1モードの場合、図15Bに示すように、第2スイッチ回路32では、信号経路r2(第3経路)の第5スイッチング素子Q5が導通状態(オン)であり、信号経路r2とグランドとの間の第6スイッチング素子Q6が非導通状態(オフ)である。また、第1モードの場合、図15Bに示すように、第3スイッチ回路33では、信号経路r3の第7スイッチング素子Q7が非導通状態(オフ)であり、信号経路r3とグランドとの間の第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)である。第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)であることにより、第3スイッチ回路33の信号経路r3は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。また、第1モードの場合、図15Bに示すように、第4スイッチ回路34では、信号経路r4の第9スイッチング素子Q9が非導通状態(オフ)であり、信号経路r4とグランドとの間の第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)である。第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)であることにより、第4スイッチ回路34の信号経路r4は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。
第2モードの場合、図15Aに示すように、第1スイッチ回路31では、第1経路r11の第1スイッチング素子Q11が非導通状態(オフ)であり、第2経路r12の第2スイッチング素子Q12が導通状態(オン)であり、第3スイッチング素子Q13が非導通状態(オフ)である。高周波モジュール1gは、第2モードの場合、第3スイッチング素子Q13が非導通状態(オフ)であることにより、第1経路r11及び第2経路r12が電気的にグランドに接続されない(グランドに対してオープンの状態となる)。
第2モードの場合、図15Aに示すように、第2スイッチ回路32では、信号経路r2の第5スイッチング素子Q5が非導通状態(オフ)であり、信号経路r2とグランドとの間の第6スイッチング素子Q6が導通状態(オン)である。第6スイッチング素子Q6が導通状態(オン)であることにより、第2スイッチ回路32の信号経路r2は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。また、第2モードの場合、図15Aに示すように、第3スイッチ回路33では、信号経路r3の第7スイッチング素子Q7が非導通状態(オフ)であり、信号経路r3とグランドとの間の第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)である。第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)であることにより、第3スイッチ回路33の信号経路r3は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。また、第2モードの場合、図15Aに示すように、第4スイッチ回路34では、信号経路r4の第9スイッチング素子Q9が非導通状態(オフ)であり、信号経路r4とグランドとの間の第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)である。第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)であることにより、第4スイッチ回路34の信号経路r4は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。
第3モードの場合、図15Cに示すように、第1スイッチ回路31では、第1経路r11の第1スイッチング素子Q11が非導通状態(オフ)であり、第2経路r12の第2スイッチング素子Q12が非導通状態(オフ)であり、第3スイッチング素子Q13が導通状態(オン)である。第3スイッチング素子Q13が導通状態(オン)であることにより、第1経路r11及び第2経路r12は、電気的にグランドに接続される(グランドに対してショートされた状態となる)。
第3モードの場合、図15Cに示すように、第2スイッチ回路32では、信号経路r2の第5スイッチング素子Q5が導通状態(オン)であり、信号経路r2とグランドとの間の第6スイッチング素子Q6が非導通状態(オフ)である。また、第3モードの場合、図15Cに示すように、第3スイッチ回路33では、信号経路r3の第7スイッチング素子Q7が非導通状態(オフ)であり、第8スイッチング素子Q8が導通状態(オン)である。また、第3モードの場合、図15Cに示すように、第4スイッチ回路34では、信号経路r4の第9スイッチング素子Q9が非導通状態(オフ)であり、第10スイッチング素子Q10が導通状態(オン)である。
以下では、制御回路16の動作について、より詳細に説明する。
制御回路16は、第1コマンドを受信すると、上述の図15Bに示すように、第1スイッチング素子Q11と第5スイッチング素子Q5とを導通状態に制御し、第2スイッチング素子Q12、第3スイッチング素子Q13、第6スイッチング素子Q6、第7スイッチング素子Q7及び第9スイッチング素子Q9を非導通状態に制御し、第8スイッチング素子Q8及び第10スイッチング素子Q10を導通状態に制御する。したがって、第1モードの場合、制御回路16は、第1経路r11と第2経路r12とに対応する第3スイッチング素子Q13を非導通状態とする。
また、制御回路16は、第2コマンドを受信すると、上述の図15Aに示すように、第2スイッチング素子Q12を導通状態に制御し、第1スイッチング素子Q11、第3スイッチング素子Q13、第5スイッチング素子Q5、第7スイッチング素子Q7及び第9スイッチング素子Q9を非導通状態に制御し、第8スイッチング素子Q8及び第10スイッチング素子Q10を導通状態に制御する。したがって、第2モードの場合、制御回路16は、第1スイッチ回路31に関して、第1スイッチング素子Q11と第3スイッチング素子Q13とを非導通状態とする。
以下では、説明の便宜上、第1スイッチング素子Q11、第2スイッチング素子Q12、第5スイッチング素子Q5、第7スイッチング素子Q7及び第9スイッチング素子Q9を区別せずにシリーズスイッチと称することもある。また、第3スイッチング素子Q13、第6スイッチング素子Q6、第8スイッチング素子Q8及び第10スイッチング素子Q10を区別せずにシャントスイッチと称することもある。高周波モジュール1gは、シリーズスイッチとシャントスイッチとのペアを複数(5つ)有している。複数のペアは、第1スイッチング素子Q11と第3スイッチング素子Q13とのペアと、第2スイッチング素子Q12と第3スイッチング素子Q13とのペアと、第5スイッチング素子Q5と第6スイッチング素子Q6とのペアと、第7スイッチング素子Q7と第8スイッチング素子Q8とのペアと、第9スイッチング素子Q9と第10スイッチング素Q10とのペアと、を含む。第3スイッチング素子Q13は、第1スイッチング素子Q11及び第2スイッチング素子Q12それぞれとペアを組んでいる。
高周波モジュール1gでは、第1モードで動作する場合、制御回路16が、第2経路r12に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとの両方を非導通状態とし、第1経路r11、信号経路r2、信号経路r3及び信号経路r4の各々に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとのペアにおけるシリーズスイッチとシャントスイッチとを排他的に制御する。「ペアにおけるシリーズスイッチとシャントスイッチとを排他的に制御する」とは、シリーズスイッチとシャントスイッチとのペアに関し、シリーズスイッチとシャントスイッチとの一方を導通状態に制御し、他方を非導通状態に制御することを意味する。また、高周波モジュール1gでは、第2モードで動作する場合、制御回路16が、第1経路r11に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとの両方を非導通状態とし、第2経路r12、信号経路r2、信号経路r3及び信号経路r4の各々に対応するシリーズスイッチとシャントスイッチとのペアにおけるシリーズスイッチとシャントスイッチとを排他的に制御する。
実施形態6に係る高周波モジュール1gは、第3スイッチング素子Q13を備えるので、第1経路r11と第2経路r12との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
位相回路7は、デジタルチューナブルキャパシタを含む代わりに、キャパシタを含んでいてもよい。位相回路7は、第1スイッチ4の選択端子40と第1フィルタ21との間に設けられている場合に限らず、例えば、第1スイッチング素子Q11と選択端子40との間に設けられていてもよい。また、位相回路7は、第1経路r11に設ける代わりに第2経路r12に設けられていてもよい。
(その他の変形例)
上記の実施形態1~6は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態1~6は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
上記の実施形態1~6は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態1~6は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
高周波モジュール1~1gにおいて、制御回路16を備えずに、第1スイッチ4がコントローラ14によって制御されるように構成されていてもよいし、第1スイッチ4が信号処理回路301によって直接制御されるように構成されていてもよい。
また、高周波モジュール1~1fにおいて、第1~第10スイッチング素子Q1~Q10の各々は、FETに限らず、例えば、バイポーラトランジスタ、CMOSスイッチ又はMEMSスイッチであってもよい。また、高周波モジュール1gにおいて、第1~第3スイッチング素子Q11~Q13及び第5~第10スイッチング素子Q10の各々は、FETに限らず、例えば、バイポーラトランジスタ又はCMOSスイッチであってもよい。
位相回路7は、スイッチ回路31の第1経路r11と第2経路r12との一方に設けられている場合に限らず、第1経路r11と第2経路r12との両方に設けられていてもよい。
また、送信フィルタ211、221、231、241及び受信フィルタ212、222、232、242は、弾性表面波を利用する弾性波フィルタであるが、これに限らず、例えば、弾性境界波、板波等を利用する弾性波フィルタであってもよい。
弾性波フィルタは、複数のSAW共振子を有する構成に限らず、例えば、複数のBAW(Bulk Acoustic Wave)共振子を有する構成であってもよい。
また、高周波モジュール1~1gは、アンテナ端子80と第1スイッチ4との間にマルチプレクサ、カプラ等を備えていてもよい。マルチプレクサは、例えば、ダイプレクサ、トリプレクサである。
高周波モジュール1~1gの回路構成は、上述の例に限らない。また、高周波モジュール1~1gは、回路構成として、例えば、MIMO(Multi Input Multi Output)対応の高周波フロントエンド回路を有していてもよい。
また、実施形態1に係る通信装置300は、高周波モジュール1の代わりに、高周波モジュール1a、1b、1c、1d、1e、1f、1gのいずれかを備えてもよい。
(態様)
本明細書には、以下の態様が開示されている。
本明細書には、以下の態様が開示されている。
第1の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、アンテナ端子(80)と、第1フィルタ(21)と、第2フィルタ(22)と、スイッチ回路(31)と、を備える。第1フィルタ(21)は、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第2フィルタ(22)は、第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。スイッチ回路(31)は、アンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間に接続されている。高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1フィルタ(21)と第2フィルタ(22)との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ(21)と第2フィルタ(22)とのうち第1フィルタ(21)のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。スイッチ回路(31)は、第1スイッチング素子(Q1)と、第2スイッチング素子(Q2)と、第3スイッチング素子(Q3)と、第4スイッチング素子(Q4)と、を有する。第1スイッチング素子(Q1)は、第1モードのときにアンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間において利用可能な第1経路(r11)に設けられている。第2スイッチング素子(Q2)は、第1経路(r11)とグランドとの間に設けられる。第3スイッチング素子(Q3)は、第2モードのときにアンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間において利用可能な第2経路(r12)に設けられている。第4スイッチング素子(Q4)は、第2経路(r12)とグランドとの間に設けられる。高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、位相回路(7)を更に備える。位相回路(7)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との少なくとも一方に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
第1の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
第2の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、第1の態様において、第1スイッチング素子(Q1)と第3スイッチング素子(Q3)とのうちの一方が導通状態であり他方が非導通状態であるとき、第2スイッチング素子(Q2)及び第4スイッチング素子(Q4)は、非導通状態である。
第2の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1モード及び第2モードそれぞれで動作するときの特性の低下を抑制することが可能となる。
第3の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1c;1d;1e;1f)では、第1又は2の態様において、第2スイッチング素子(Q2)は、第1経路(r11)のうち第1スイッチング素子(Q1)と第1フィルタ(21)との間の経路に接続されている。第4スイッチング素子(Q4)は、第2経路(r12)のうち第3スイッチング素子(Q3)と第1フィルタ(21)との間の経路に接続されている。
第3の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1c;1d;1e;1f)は、例えば、第1フィルタ(21)と第2フィルタ(22)とのうち第2フィルタ(22)のみを利用した受信を行う場合に、第2スイッチング素子(Q2)及び第4スイッチング素子(Q4)を非導通状態とすることが可能となる。
第4の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1c;1d;1e;1f)は、第1~3のいずれか一つにおいて、スイッチ回路(31)である第1スイッチ回路(31)とは別に、第2スイッチ回路(32)を更に備える。第2スイッチ回路(32)は、アンテナ端子(80)と第2フィルタ(22)との間に接続されている。第2スイッチ回路(32)は、第5スイッチング素子(Q5)と、第6スイッチング素子(Q6)と、を有する。第5スイッチング素子(Q5)は、アンテナ端子(80)と第2フィルタ(22)との間の第3経路(信号経路r2)に設けられている。第6スイッチング素子(Q6)は、第3経路(信号経路r2)とグランドとの間に設けられる。
第4の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1モードで動作するときに第5スイッチング素子(Q5)を導通状態とするとともに、第6スイッチング素子(Q6)を非導通状態とすることが可能となり、第2モードで動作するときに第5スイッチング素子(Q5)を非導通状態とするとともに、第6スイッチング素子(Q6)を導通状態とすることが可能となる。よって、第4の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1経路(r11)と第3経路(信号経路r2)とのアイソレーション、及び第2経路(r12)と第3経路(信号経路r2)とのアイソレーションそれぞれの向上を図ることが可能となる。
第5の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1c;1d;1e;1f)では、第1~4の態様のいずれか一つにおいて、位相回路(7)は、第1経路(r11)に設けられている。
第5の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1c;1d;1e;1f)は、第1経路(r11)を通過する高周波信号の位相を変えることが可能となる。
第6の態様に係る高周波モジュール(1b)では、第1~4の態様のいずれか一つにおいて、位相回路(7)は、第2経路(r12)に設けられている。
第6の態様に係る高周波モジュール(1b)は、第2経路(r12)を通過する高周波信号の位相を変えることが可能となる。
第7の態様に係る高周波モジュール(1c;1d)では、第5の態様において、スイッチ回路(31)は、第1経路(r11)を複数含む。高周波モジュール(1c;1d)は、位相回路(7)を複数備える。複数の位相回路(7)は、複数の第1経路(r11)に一対一に設けられている。複数の位相回路(7)のインピーダンスが互いに異なる。
第7の態様に係る高周波モジュール(1c;1d)は、同時送信又は同時受信の際に第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域が第2周波数帯域の他にもある場合(例えば、第3周波数帯域、第4周波数帯域がある場合)でも、第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域に応じて第1スイッチング素子(Q1)と第2スイッチング素子(Q2)との複数のペアのうち第1スイッチング素子(Q1)を導通状態し第2スイッチング素子(Q2)を非導通状態とするペアを変えることにより、第1フィルタ(21)と同時に利用するフィルタの通過帯域に応じて第1経路(r11)を通る高周波信号の位相を調整することが可能となる。
第8の態様に係る高周波モジュール(1d)は、第7の態様において、複数の位相回路(7)のうち少なくとも1つはLCフィルタを構成している。
第8の態様に係る高周波モジュール(1d)は、LCフィルタを構成している位相回路(7)において第1フィルタ(21)の通過帯域とは異なる周波数帯の高周波信号を阻止することが可能となる。
第9の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)では、第1~8の態様のいずれか一つにおいて、第1スイッチング素子(Q1)、第2スイッチング素子(Q2)、第3スイッチング素子(Q3)及び第4スイッチング素子(Q4)の各々は、FETである。
第9の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1スイッチング素子(Q1)、第2スイッチング素子(Q2)、第3スイッチング素子(Q3)及び第4スイッチング素子(Q4)の各々の低消費電力化を図れる。
第10の態様に係る高周波モジュール(1g)は、アンテナ端子(80)と、第1フィルタ(21)と、第2フィルタ(22)と、スイッチ回路(31)と、を備える。第1フィルタ(21)は、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第2フィルタ(22)は、第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。スイッチ回路(31)は、アンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間に接続されている。高周波モジュール(1g)は、第1フィルタ(21)と第2フィルタ(22)との両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、第1フィルタ(21)と第2フィルタ(22)とのうち第1フィルタ(21)のみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能である。高周波モジュール(1g)は、第1スイッチング素子(Q11)と、第2スイッチング素子(Q12)と、第3スイッチング素子(Q13)と、を有する。第1スイッチング素子(Q11)は、第1モードのときにアンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間において利用可能な第1経路(r1)に設けられている。第2スイッチング素子(Q12)は、第2モードのときにアンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間において利用可能な第2経路(r12)に設けられている。第3スイッチング素子(Q13)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との共通経路(r10)と、グランドと、の間に設けられている。高周波モジュール(1g)は、位相回路(7)を更に備える。位相回路(7)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との少なくとも一方に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
第10の態様に係る高周波モジュール(1g)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
第11の態様に係る高周波モジュール(1g)では、第10の態様において、第1スイッチング素子(Q11)と第2スイッチング素子(Q12)とのうちの一方が導通状態であり他方が非導通状態であるとき、第3スイッチング素子(Q13)は、非導通状態である。
第12の態様に係る高周波モジュール(1g)では、第10又は11の態様において、第1スイッチング素子(Q11)、第2スイッチング素子(Q12)及び第3スイッチング素子(Q13)の各々は、FETである。
第12の態様に係る高周波モジュール(1g)は、第1スイッチング素子(Q11)、第2スイッチング素子(Q12)及び第3スイッチング素子(Q13)の各々の低消費電力化を図れる。
第13の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g)は、第1~12の態様のいずれか一つにおいて、制御回路(16)を更に備える。制御回路(16)は、スイッチ回路(31)を制御する。
第13の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g)は、制御回路(16)によってスイッチ回路(31)を制御することができる。
第14の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g)では、第1~13の態様のいずれか一つにおいて、第1フィルタ(21)は、送信フィルタ(211)と受信フィルタ(212)とを含むデュプレクサである。
第14の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g)は、第1モードで動作するときに、第1フィルタ(21)において同時送信と同時受信との両方に対応することが可能となる。また、第14の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g)は、第2モードで動作するときに、第1フィルタ(21)において送信と受信との両方に対応することが可能となる。
第15の態様に係る高周波モジュール(1;1b;1c;1d)では、第1~14の態様のいずれか一つにおいて、位相回路(7)は、キャパシタ(C1)を含む。
第15の態様に係る高周波モジュール(1;1b;1c;1d)は、キャパシタ(C1)により高周波信号の位相を変えることが可能となる。
第16の態様に係る高周波モジュール(1a;1b;1e;1f;1g)では、第1~14の態様のいずれか一つにおいて、位相回路(7)は、デジタルチューナブルキャパシタ(C11)を含む。
第16の態様に係る高周波モジュール(1a;1b;1e;1f;1g)は、同時送信又は同時受信の際に第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域が第2周波数帯域の他にもある場合でも、第1周波数帯域と同時に利用する周波数帯域に応じてデジタルチューナブルキャパシタ(C11)の容量を変化させることにより、第1フィルタ(21)と同時に利用するフィルタの通過帯域に応じて第1経路(r11)を通る高周波信号の位相を調整することが可能となる。
第17の態様に係る高周波モジュール(1e;1f)は、第16の態様において、少なくともスイッチ回路(31)と位相回路(7)とを含むICチップ(10)を有する。
第17の態様に係る高周波モジュール(1e;1f)は、スイッチ回路(31)と位相回路(7)との間の配線長を短くすることが可能となる。
第18の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d)は、第1~16の態様のいずれか一つにおいて、実装基板(9)を更に備える。実装基板(9)は、互いに対向する第1主面(91)及び第2主面(92)を有する。位相回路(7)の回路素子(キャパシタC1)が実装基板(9)の第1主面(91)に実装されている。スイッチ回路(31)を含むICチップ(10)が実装基板(9)の第2主面(92)に実装されている。実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で、位相回路(7)の回路素子(キャパシタC1)がICチップ(10)と重なる。
第18の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d)は、位相回路(7)とスイッチ回路(31)との間の配線長の短縮化を図ることが可能となる。
第19の態様に係る高周波モジュール(1e;1f)では、第18の態様において、第1フィルタ(21)が実装基板(9)の第1主面(91)に実装されている。実装基板(9)の厚さ方向(D1)からの平面視で、第1フィルタ(21)がICチップ(10)と重なる。
第19の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d)は、第1フィルタ(21)とICチップ(10)との間の配線長の短縮化を図ることが可能となる。
第20の態様に係る通信装置(300)は、第1~19の態様のいずれか一つの高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g)と、信号処理回路(301)と、を備える。信号処理回路(301)は、高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f;1g)に接続されている。
第20の態様に係る通信装置(300)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
第21の態様に係る高周波モジュール高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、アンテナ端子(80)と、第1フィルタ(21)と、第2フィルタ(22)と、スイッチ回路(31)と、を備える。第1フィルタ(21)は、第1周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。第2フィルタ(22)は、第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とするフィルタである。スイッチ回路(31)は、アンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間に接続されている。スイッチ回路(31)は、第1スイッチング素子(Q1)と、第2スイッチング素子(Q2)と、第3スイッチング素子(Q3)と、第4スイッチング素子(Q4)と、を有する。第1スイッチング素子(Q1)は、アンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間の第1経路(r11)に設けられている。第2スイッチング素子(Q2)は、第1経路(r11)とグランドとの間に設けられる。第3スイッチング素子(Q3)は、アンテナ端子(80)と第1フィルタ(21)との間の第2経路(r12)に設けられている。第4スイッチング素子(Q4)は、第2経路(r12)とグランドとの間に設けられる。高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、位相回路(7)を更に備える。位相回路(7)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との少なくとも一方に設けられており、高周波信号の位相を変化させる。
第21の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)は、第1経路(r11)と第2経路(r12)との間のアイソレーションの向上を図ることが可能となる。
第21の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)において、第2~9、13~19の態様に係る構成が適宜追加されてもよい。また、第20の態様に係る通信装置(300)は、第1の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)の代わりに、第21の態様に係る高周波モジュール(1;1a;1b;1c;1d;1e;1f)を備えていてもよい。
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g 高周波モジュール
4 第1スイッチ
40~44 選択端子
49 共通端子
5 第2スイッチ
50 共通端子
51~54 選択端子
6 第3スイッチ
60 共通端子
61~64 選択端子
7 位相回路
8 外部接続端子
80 アンテナ端子
81 信号入力端子
82 信号出力端子
83 第1制御端子
84 第2制御端子
85 グランド端子
9 実装基板
91 第1主面
92 第2主面
93 外周面
10 ICチップ
11 パワーアンプ
13 出力整合回路
14 コントローラ
15 ローノイズアンプ
16 制御回路
17 第1樹脂層
171 主面
173 外周面
18 第2樹脂層
183 外周面
21 第1フィルタ
211 送信フィルタ
212 受信フィルタ
22 第2フィルタ
221 送信フィルタ
222 受信フィルタ
23 第3フィルタ
231 送信フィルタ
232 受信フィルタ
24 第4フィルタ
241 送信フィルタ
242 受信フィルタ
31 スイッチ回路(第1スイッチ回路)
32 第2スイッチ回路
33 第3スイッチ回路
34 第4スイッチ回路
300 通信装置
301 信号処理回路
302 RF信号処理回路
303 ベースバンド信号処理回路
310 アンテナ
C1 キャパシタ(回路素子)
C11 デジタルチューナブルキャパシタ
D1 厚さ方向
L1 インダクタ
Q1 第1スイッチング素子
Q2 第2スイッチング素子
Q3 第3スイッチング素子
Q4 第4スイッチング素子
Q11 第1スイッチング素子
Q12 第2スイッチング素子
Q13 第3スイッチング素子
r1 信号経路
r10 共通経路
r11 第1経路
r12 第2経路
r2 信号経路(第3経路)
r3 信号経路
r4 信号経路
4 第1スイッチ
40~44 選択端子
49 共通端子
5 第2スイッチ
50 共通端子
51~54 選択端子
6 第3スイッチ
60 共通端子
61~64 選択端子
7 位相回路
8 外部接続端子
80 アンテナ端子
81 信号入力端子
82 信号出力端子
83 第1制御端子
84 第2制御端子
85 グランド端子
9 実装基板
91 第1主面
92 第2主面
93 外周面
10 ICチップ
11 パワーアンプ
13 出力整合回路
14 コントローラ
15 ローノイズアンプ
16 制御回路
17 第1樹脂層
171 主面
173 外周面
18 第2樹脂層
183 外周面
21 第1フィルタ
211 送信フィルタ
212 受信フィルタ
22 第2フィルタ
221 送信フィルタ
222 受信フィルタ
23 第3フィルタ
231 送信フィルタ
232 受信フィルタ
24 第4フィルタ
241 送信フィルタ
242 受信フィルタ
31 スイッチ回路(第1スイッチ回路)
32 第2スイッチ回路
33 第3スイッチ回路
34 第4スイッチ回路
300 通信装置
301 信号処理回路
302 RF信号処理回路
303 ベースバンド信号処理回路
310 アンテナ
C1 キャパシタ(回路素子)
C11 デジタルチューナブルキャパシタ
D1 厚さ方向
L1 インダクタ
Q1 第1スイッチング素子
Q2 第2スイッチング素子
Q3 第3スイッチング素子
Q4 第4スイッチング素子
Q11 第1スイッチング素子
Q12 第2スイッチング素子
Q13 第3スイッチング素子
r1 信号経路
r10 共通経路
r11 第1経路
r12 第2経路
r2 信号経路(第3経路)
r3 信号経路
r4 信号経路
Claims (20)
- アンテナ端子と、
第1周波数帯域を通過帯域とする第1フィルタと、
前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とする第2フィルタと、
前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間に接続されているスイッチ回路と、を備える高周波モジュールであって、
前記高周波モジュールは、
前記第1フィルタと前記第2フィルタとの両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、
前記第1フィルタと前記第2フィルタとのうち前記第1フィルタのみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能であり、
前記スイッチ回路は、
前記第1モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第1経路に設けられている第1スイッチング素子と、
前記第1経路とグランドとの間に設けられる第2スイッチング素子と、
前記第2モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第2経路に設けられている第3スイッチング素子と、
前記第2経路とグランドとの間に設けられる第4スイッチング素子と、を有し、
前記高周波モジュールは、
前記第1経路と前記第2経路との少なくとも一方に設けられており、高周波信号の位相を変化させる位相回路を更に備える、
高周波モジュール。 - 前記第1スイッチング素子と前記第3スイッチング素子とのうちの一方が導通状態であり他方が非導通状態であるとき、前記第2スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子は、非導通状態である、
請求項1に記載の高周波モジュール。 - 前記第2スイッチング素子は、前記第1経路のうち前記第1スイッチング素子と前記第1フィルタとの間の経路に接続されており、
前記第4スイッチング素子は、前記第2経路のうち前記第3スイッチング素子と前記第1フィルタとの間の経路に接続されている、
請求項1又は2に記載の高周波モジュール。 - 前記スイッチ回路である第1スイッチ回路とは別に、前記アンテナ端子と前記第2フィルタとの間に接続されている第2スイッチ回路を更に備え、
前記第2スイッチ回路は、
前記アンテナ端子と前記第2フィルタとの間の第3経路に設けられている第5スイッチング素子と、
前記第3経路とグランドとの間に設けられる第6スイッチング素子と、を有する、
請求項1~3のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記位相回路は、前記第1経路に設けられている、
請求項1~4のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記位相回路は、前記第2経路に設けられている、
請求項1~4のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記スイッチ回路は、
前記第1経路を複数含み、
前記高周波モジュールは、
前記位相回路を複数備え、
前記複数の位相回路は、前記複数の第1経路に一対一に設けられており、
前記複数の位相回路のインピーダンスが互いに異なる、
請求項5に記載の高周波モジュール。 - 前記複数の位相回路のうち少なくとも1つはLCフィルタを構成している、
請求項7に記載の高周波モジュール。 - 前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子、前記第3スイッチング素子及び前記第4スイッチング素子の各々は、FETである、
請求項1~8のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - アンテナ端子と、
第1周波数帯域を通過帯域とする第1フィルタと、
前記第1周波数帯域とは異なる第2周波数帯域を通過帯域とする第2フィルタと、
前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間に接続されているスイッチ回路と、を備える高周波モジュールであって、
前記高周波モジュールは、
前記第1フィルタと前記第2フィルタとの両方を利用した同時送信又は同時受信又は同時送受信が可能な第1モードと、
前記第1フィルタと前記第2フィルタとのうち前記第1フィルタのみを利用した送信又は受信が可能な第2モードと、で動作可能であり、
前記高周波モジュールは、
前記第1モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第1経路に設けられている第1スイッチング素子と、
前記第2モードのときに前記アンテナ端子と前記第1フィルタとの間において利用可能な第2経路に設けられている第2スイッチング素子と、
前記第1経路と前記第2経路との共通経路と、グランドと、の間に設けられている第3スイッチング素子と、を有し、
前記高周波モジュールは、
前記第1経路と前記第2経路との少なくとも一方に設けられており、高周波信号の位相を変化させる位相回路を更に備える、
高周波モジュール。 - 前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とのうちの一方が導通状態であり他方が非導通状態であるとき、前記第3スイッチング素子は、非導通状態である、
請求項10に記載の高周波モジュール。 - 前記第1スイッチング素子、前記第2スイッチング素子及び前記第3スイッチング素子の各々は、FETである、
請求項10又は11に記載の高周波モジュール。 - 前記スイッチ回路を制御する制御回路を更に備える、
請求項1~12のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記第1フィルタは、送信フィルタと受信フィルタとを含むデュプレクサである、
請求項1~13のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記位相回路は、キャパシタを含む、
請求項1~14のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記位相回路は、デジタルチューナブルキャパシタを含む、
請求項1~14のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 少なくとも前記スイッチ回路と前記位相回路とを含むICチップを有する、
請求項16に記載の高周波モジュール。 - 互いに対向する第1主面及び第2主面を有する実装基板を更に備え、
前記位相回路の回路素子が前記実装基板の前記第1主面に実装され、
前記スイッチ回路を含むICチップが前記実装基板の前記第2主面に実装されており、
前記実装基板の厚さ方向からの平面視で、前記位相回路の前記回路素子が前記ICチップと重なる、
請求項1~16のいずれか一項に記載の高周波モジュール。 - 前記第1フィルタが前記実装基板の前記第1主面に実装されており、
前記実装基板の前記厚さ方向からの平面視で、前記第1フィルタが前記ICチップと重なる、
請求項18に記載の高周波モジュール。 - 請求項1~19のいずれか一項に記載の高周波モジュールと、
前記高周波モジュールに接続されている信号処理回路と、を備える、
通信装置。
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