專利名稱：開關(guān)電路、具有它的前端組件和無線終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動電話或無線LAN、藍(lán)牙(Bluetooth)等高
頻無線通信裝置中使用的開關(guān)電路。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，在移動電話等移動體無線通信方式中存在CDMA (Code Division Multiple Access:碼分多址接入)方式和TDMA (Time Division Multiple Access:時分多址連入)方式等多種方式。 TDMA方式中有GSM ( Global System For Mobile Communications:全球移動通信系統(tǒng))方式和PDC (Personal Digital Cellular:個人數(shù)字蜂窩)方式等，GSM方式的EGSM (Extended Global System For Mobile Communications:移動通訊的擴(kuò)展全球系統(tǒng))和DCS
(Digital Cellular System:數(shù)字蜂窩系統(tǒng))主要在歐洲使用。另外， GMS850 (Global System For Mobile Communications:全球移動通信系 統(tǒng)850)、 PCS (Personal Communication Service:個人通信業(yè)務(wù))主要 在美國使用。另一方面，PDC方式為在日本使用的方式。作為與這些多種通信方式對應(yīng)的小型而且復(fù)合化的高頻電 路部件有在例如與EGSM和DCS對應(yīng)的移動無線終端使用的雙頻帶對 應(yīng)高頻組件，和與EGSM、 DCS、 PCS的三頻段對應(yīng)高頻組件，以及 與GSM850、 EGSM、 DCS、 PCS對應(yīng)的四頻帶對應(yīng)的高頻組件等。在圖1中表示這種高頻電路部件的處理發(fā)射和接收系統(tǒng)發(fā) 射頻率和接收頻率。在上述高頻電路部件中，在GSM850中，824 849MHz的頻帶域分配給發(fā)射頻率，869 894MHz的頻率域分配給接 收頻率。另外，EGSM中880 915MHz的頻帶域分配給發(fā)射頻率，925
960MHz的頻帶域分配給接收頻率。另外，在DCS中，1710 1785MHz的頻帶域分配給發(fā)射頻 率，1805 1880MHz的頻帶域分配給接收頻率。在PCS中，1850 1910MHz的頻帶域分配給射頻率，1930 1990MHz的頻帶域分配給接 收頻率?，F(xiàn)在使用高頻電路部件，其使用切換分別通過上述頻率的 濾波器或通過的發(fā)射接收電路的高頻開關(guān)。由于一臺移動無線終端中， 與多種通信方式對應(yīng)，因此可實現(xiàn)電路復(fù)合組件化。另外，與復(fù)合組件化的同時，依然繼續(xù)要求減小無線終端 尺寸和重量，這樣，在高頻電路部件中，也同樣強(qiáng)烈要求小型化。然 而，要求高頻電路部件高度集成化，要提高各電路之間的密集度，產(chǎn) 生不能很好采取各電路間的絕緣問題。在構(gòu)成移動無線終端的系統(tǒng)中，在前端部分接收電路和發(fā) 射電路的絕緣不充分的情況下，會產(chǎn)生LNA (LowNoiseAmplifier:低 噪聲放大器)的破壞或IC誤動作。 一般，上述系統(tǒng)的穩(wěn)定動作所要求 的絕緣在35dB以上。然而，在使用如圖2A所示的一般的高頻開關(guān)的前端組件 中，如圖1的PCS發(fā)射帶域和DCS接收帶域那樣，在通過帶域重疊的 1850 1880MHz的頻帶域中，如圖2B所示，停留在30dB左右的絕緣 上。在通過帶域重疊的情況下，作為確保絕緣的技術(shù)，已知日 本專利特開2004-147166公報(文獻(xiàn)1)、日本專利特開2005-151762 公報(文獻(xiàn)2、日本專利特開2004-140696公報(文獻(xiàn)3)中的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
在文獻(xiàn)1、文獻(xiàn)2中表示了為了確保絕緣，如圖3所示，在 接收電路和接收輸出端子或接收濾波器之間追加第三開關(guān)電路SW3的 結(jié)構(gòu)。在文獻(xiàn)1或2的技術(shù)中，發(fā)射時通過在第一開關(guān)電路SW1和第 三開關(guān)電路SW3的二個等級中進(jìn)行切換，可以抑制發(fā)射信號向接收電
路或接收濾波器的泄漏。在文獻(xiàn)1或2中，說明了使用PIN (Positive-Intrinsic-Negative:正-本-負(fù))的二極管高頻開關(guān)電路。文獻(xiàn)3中提出使用GaAS (G allium Arsenide:砷化鎵)開關(guān)等場效果型晶體管開關(guān)或CMOS (Co mplementary Metal Oxide Semiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)幵 關(guān)等半導(dǎo)體開關(guān)，改善絕緣的前端組件、天線開關(guān)組件等。然而，為了確保絕緣，在追加上述第三開關(guān)電路SW3的情 況下，前端部的電路結(jié)構(gòu)規(guī)模增大，會妨礙小型化，同時，構(gòu)成第三 開關(guān)電路SW3的部件增加，使得成本增加。本明是為解決上述問題而提出的，其目的是提供在發(fā)射頻 帶域和接收頻帶域部分地重疊的頻帶域中，不追加新的第三開關(guān)電路 可確保35dB以上的絕緣的，小型且價格低的高頻幵關(guān)電路和具有該電 路的高頻電路部件。為了達(dá)到述目的，在本發(fā)明的高頻開關(guān)電路中，使電容器 與幵關(guān)電路內(nèi)的傳送線路并聯(lián)連接構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，即使在發(fā)射頻帶域和接收頻帶域的一部分重 疊帶域中，也可以低成本提供能確保35dB以上絕緣的小型高頻開關(guān)電 路和具有該電路的高頻電路部件。
本發(fā)明的其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖進(jìn)行本發(fā)明的實 施例的說明可以了解。


圖1為表示TDMA通信方式的頻率配置一個例子的示意圖。
圖2A為使用一般開關(guān)電路的前端組件等價電路，圖2B為PCS Tx DCS Rx之間絕緣特性的仿真結(jié)果圖形。
圖3為為了確保PCS Tx DCS Rx之間的絕緣，追加開關(guān)電路時 的前端組件的等價電路。
圖4A為本發(fā)明第一實施例的開關(guān)電路的立體透視圖，圖4B為從 上表面看的透視圖。
圖5A為本發(fā)明第二實施例的開關(guān)電路的立體透視圖，圖5B為從 上表面看的透視圖。
圖6為本發(fā)明第一和第二實施例的開關(guān)電路等價電路。 圖7A為表示本明第一和第二實施例的電容器電容值和PCS Tx DCS Rx之間絕緣特性的變化圖形；圖7B為表示電容器的電容值和 EGSM Tx GSM850 Rx之間的絕緣特性的變化的圖形。
圖8A為使用本發(fā)明的第三實施例高頻開關(guān)電路的四頻帶對應(yīng)前 端組件的等價電路，圖8B為其PCS Tx DCS Rx之間的絕緣特性的仿 真結(jié)果圖形，圖8C為EGSMTx GSM850Rx之間的絕緣特性的仿真 結(jié)果的圖形。
圖9為在本發(fā)明的高頻開關(guān)電路中，使與傳送線路并聯(lián)連接的電 容器與二極管D2的陰極側(cè)連接的結(jié)構(gòu)的情況的等價電路。 圖IO為使用本發(fā)明的高頻開關(guān)電路的前端組件的框圖。 圖11為使用具有本發(fā)明的高頻開關(guān)電路的前端組件的移動體無線 終端的框圖。
具體實施例方式以下說明本發(fā)明的開關(guān)電路，具有該電路端組件和無線終 端的實施例。在以下所示實施例中，作為本發(fā)明的高頻開關(guān)電路，以電 路部件放置在LTCC (低溫?zé)商沾?或HTCC (高溫?zé)商沾?等電 介質(zhì)多層基板上表面，或內(nèi)置在電介質(zhì)多層基板內(nèi)部的高頻開關(guān)電路 和使用該電路的前端組件為例子進(jìn)行說明。以下，利用

本發(fā)明的高頻開關(guān)電路和使用該電路 的高頻電路部件的實施例。在附圖中L表示電感線圈(傳送線路)，C 和Ca表示電容器，D表示PIN二極管，R表示電阻，Ant和ANT表 示天線端子，Tx表示發(fā)射端子，Rx表示接收端子，Vc表示控制器電 源端子，SW表示開關(guān)電路，SAW表示彈性表面波濾波器，DIP表示 天線分離濾波器(分波器)，LPF表示低通濾波器，HPA表示高功率放 大器(高電力放大器)。圖4A、圖4B是表示本發(fā)明的第一實施例的開關(guān)電路的示 意圖。電介質(zhì)多層基板1例如由LTCC或HTCC等構(gòu)成。圖4A、圖4B 所示的開關(guān)電路在電介質(zhì)多層基板1的上表面搭載PIN 二極管Dl 、D2、 電阻R1、電容器Cal，在電介質(zhì)多層基板內(nèi)部內(nèi)置有傳送線路Ll和
電容器C1。在工作頻率時，傳送線路Ll設(shè)定為X/4變換器的長度，電 阻R1決定在控制器電源Vcl為High狀態(tài)下，在二極管D1、 D2中流 動的電流。電容器Cl不但起控制器電源的DC斷幵，而且起調(diào)整發(fā)射 和接收間的絕緣的作用，在本例子中，將電容器C1內(nèi)置在電介質(zhì)多層 基板內(nèi)部，但作為芯片部件搭載在電介質(zhì)多層基板上表面上也可以。另外，為了更改善發(fā)射和接收間的絕緣特性，電容器Cal 與傳送線路L1并聯(lián)連接，通過改變本電容器的電容值，可調(diào)整發(fā)射和 接收間的絕緣，可以達(dá)到最優(yōu)。圖5A、圖5B為本發(fā)明的第二實施例的開關(guān)電路的示意圖， 除了按電介質(zhì)多層基板內(nèi)部的圖案形成電容器Cal以外，與本發(fā)明的 第一實施例的結(jié)構(gòu)相同。通過按電介質(zhì)多層基板內(nèi)部的圖案形成電容 器Cal，可降低電容器一點(diǎn)的部件搭載成本。圖6表示本發(fā)明的第一實施例和第二實施例的開關(guān)電路的 等價電路。這里，Pl為與天線分離濾波器的連接點(diǎn)，P2為與低通濾波 器和發(fā)射電路的連接點(diǎn)，P3為移相電路和接收電路、接收濾波器的連 接點(diǎn)。如圖6所示，通過與傳送線路L1并聯(lián)設(shè)置電容器Cal，與不設(shè) 置電容器Cal的情況比較，可以改善絕緣。圖7A、圖7B為表示本發(fā)明的第一和第二實施例的，改變 電容器Cal的電容值時的發(fā)射和接收間的絕緣特性仿真結(jié)果的圖形， 圖7A表示電容器Cal的電容值和PCS Tx DCS Rx之間的絕緣特性的 關(guān)系的圖形。圖7B表示在電容器Cal的電容值和EGSM發(fā)射帶域與 GSM850接收帶域重疊的880 894MHz的頻帶域中的EGSM Tx GSM850 Rx之間的絕緣特性的關(guān)系圖形。這樣，根據(jù)本實施例，為了確保35dB以上的發(fā)射和接收間 的絕緣，應(yīng)將0.5PF以上的電容附加在PCS Tx DCSRx之間的絕緣上， 將2PF以上的電容附加在EGSM Tx GSM850 Rx之間的絕緣上。圖8A表示作為第一開關(guān)電路SW1 ，第二開關(guān)電路SW2使 用本發(fā)明的第三實施例的開關(guān)電路的四頻帶對應(yīng)前端組件的等價電 路，圖10表示使用第三實施例的開關(guān)電路的四頻帶對應(yīng)前端組件90
的框圖。在本實施例中，與傳送線路L1并聯(lián)連接的電容器的電容值 取l.OpF，這是在與包含天線分離濾波器DIP或移相電路的接收電路連 接后，為了將插入損失抑制至最小限度進(jìn)行匹配，而且可確保35dB以 上的PCSTx DCSRx之間的絕緣的電容值。另外，根據(jù)同樣的理由， 與傳送線路L2并聯(lián)在連接電容器Ca2的電容值為3.0pR電容器Cal和Ca2的電容值不限于此，可根據(jù)使用的頻帶 域變更。另外，在本實施例中，插入的電容器也可以按照基板內(nèi)部 的圖案形成。圖8B、圖8C分別表示本實施例前端組件的PCS Tx DCS Rx之間的絕緣特性和EGSM Tx GSM850 Rx之間的絕緣特性的仿真 結(jié)果。如圖8B和圖8C所示，通過使用本發(fā)明的高頻幵關(guān)電路，即使 在發(fā)射頻帶域和接收頻帶域部分重疊的頻帶域中，也可以大大改善絕 緣特性。另外，在上述實施例中，如圖6所示，在與傳送線路并聯(lián) 追加的電容器的連接地方，與二極管D2的陽極側(cè)連接，但如圖9所示， 在與二極管D2的陰極側(cè)連接的情況下，由于發(fā)射時二極管Dl、 D2 為導(dǎo)通狀態(tài)，所以可得到同樣的效果。在以上所示的各個實施例中，使用PIN二極管作為開關(guān)元 件構(gòu)成開關(guān)電路，但使用GaAS開關(guān)等場效應(yīng)型晶體管開關(guān)或CMOS 開關(guān)等半導(dǎo)體開關(guān)作為開關(guān)部件，也可得到同樣的效果。另外，在上述實施例中說明了特定的頻率的發(fā)射和接收間 的絕緣，但不僅限于實施例所示的頻率，在其他發(fā)射頻帶域和接收頻 帶域的一部分重疊頻帶域中，通過使電容器與傳送線路并聯(lián)連接，調(diào) 整該電容器的電容值，使其最優(yōu)，也可以改善絕緣。在構(gòu)成本發(fā)明的高頻開關(guān)電路的部件內(nèi)置的組件基板上， 除了 LTCC或HTCC等電介質(zhì)多層基板外，可以使用利用硅的IPD (Integrated Passive Device:集成無源器件)圖11表示使用具有本發(fā)明的高頻開關(guān)電路的前端組件90 的移動體無線終端的框圖。如圖11所示，移動體無線終端具有天線
(ANT)、前端組件90、 RF-IC、 HPA、 IC、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、鍵盤、 顯示器、電池等。根據(jù)本發(fā)明，可以小型而且便宜的結(jié)構(gòu)有效地構(gòu)成具有 35dB以上的發(fā)射和接收間絕緣特性的前端，可以降低由于發(fā)射和接收 間的絕緣不充分引起的產(chǎn)生LNA， IC等破壞和誤動作等的可能性。通過使用本發(fā)明的高頻開關(guān)電路，即使在發(fā)射頻帶域和接 收頻帶域部分地重疊的頻帶域中，也可以不向接收電路側(cè)追加開關(guān)電 路，可以得到良好的發(fā)射和接收間的絕緣特性。
技術(shù)經(jīng)驗豐富的人還應(yīng)知道，雖然已對本發(fā)明的實施例作了上述 說明，但在不偏離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求書的范圍的條件下， 可對本發(fā)明作各種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電路，其特征在于，具有疊層體基板；設(shè)置在所述疊層體基板的上表面或內(nèi)部的傳送線路；分別與所述傳送線路的兩端連接的第一二極管和第二二極管；與所述第一二極管連接，用于將電流施加在所述第一和第二二極管上的電阻；一端連接所述電阻的一端，另一端接地的第一電容器；和與所述傳送線路并聯(lián)連接的第二電容器。
2. 如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于 所述第二電容器作為芯片部件載置在所述疊層體基板的上表面。
3. 如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于 所述第二電容器設(shè)置在所述疊層體基板的內(nèi)部。
4. 如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于在頻率824 960MHz下工作，所述第二電容器的電容值為0.25 5.0pF。
5. 如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于在頻率1710 1990MHz下工作，所述第二電容器的電容值為 0.25 2.0pF。
6. 如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路，其特征在于 在所述疊層體基板中使用陶瓷基板。
7. 如權(quán)利要求l所述的開關(guān)電路，其特征在于 在所述疊層體基板中使用硅基板。
8. —種前端模塊，其特征在于，具有 權(quán)利要求1所述的開關(guān)電路；與所述幵關(guān)電路和天線連接的分波器；和 與所述開關(guān)電路連接的彈性表面波濾波器。
9. 一種無線終端，其特征在于，具有 權(quán)利要求8所述的前端模塊；與所述前端模塊的發(fā)射端子連接的高頻放大器；和 與所述前端模塊的接收端子連接的RF-IC。
全文摘要
本發(fā)明的具有良好的發(fā)射和接收間的絕緣特性的小型、便宜的高頻開關(guān)電路，具有疊層體基板；設(shè)置在所述疊層體基板的上表面或內(nèi)部的傳送線路；分別與所述傳送線路的兩端連接的第一二極管和第二二極管；與所述第一二極管連接，用于將電流施加在所述第一和第二二極管上的電阻；一端連接所述電阻的一端，另一端接地的第一電容器；和與所述傳送線路并聯(lián)連接的第二電容器。
文檔編號H04B1/00GK101170308SQ20071009109
公開日2008年4月30日 申請日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者及川裕一, 比企野治 申請人:日立視聽媒介電子股份有限公司