开关电路以及高频模块的制作方法

本发明涉及一种具备串联插入于信号路径的第一开关元件和并联连接于信号路径的第二开关元件的开关电路、以及具备该开关电路的高频模块。

背景技术：

图8所示的现有的开关电路500具备：第一开关元件504，其在将输入端子501与输出端子502连结的信号路径503串联插入有源极、漏极；以及第二开关元件505，其在信号路径503与地线gnd之间并联连接有源极、漏极。而且，在使高频信号通过输入输出端子501、502间的信号路径503的情况下，从控制端子506经由输入电阻r向栅极输入控制信号而将第一开关元件504切换为接通状态，从控制端子507经由输入电阻r输入控制信号而将第二开关元件505切换为断开状态。

另外，在不使高频信号通过输入输出端子501、502间的信号路径503的情况下，第一开关元件504被从控制端子506输入的控制信号切换为断开状态，第二开关元件505被从控制端子507输入的控制信号切换为接通状态。因此，通过了断开状态的第一开关元件504的泄漏信号经由第二开关元件505被引导至地线，因此信号路径503被第一开关元件504切断时的输入输出端子501、502间的隔离特性提高。

专利文献1：日本特开平8-204530号公报(第0010～0014段、图11等)

近年来，在移动电话、便携式信息终端等便携式通信终端、无线lan终端等通信装置中，具备进行基于gsm(globalsystemformobilecommunications(全球移动通信系统)：注册商标)标准、w-cdma(widebandcodedivisionmultipleaccess：宽带码分多址)标准、lte(longtermevolution：长期进化)标准、bluetooth(蓝牙，注册商标)标准等分别不同的通信标准的通信的多个通信系统，从而提供与基于多个通信标准(多模式)的通信对应的通信装置。另外，在因具备多个通信系统而与多模式对应的通信装置中，在各通信系统分别分配有规定的频段，并利用多个频段(多频段)进行通信。另外，在像这样与多模式对应的通信装置中，除了分别进行基于上述的通信标准的通信的各通信系统之外，也提供具备用于接收来自gps(globalpositioningsystem：全球定位系统)卫星的信号的通信系统的通信装置。

另外，在与多模式、多频段对应的通信装置中，通过使用多根天线，可实现通信的质量以及可靠性的提高、通信速度的提高。例如，在分集方式中，使用多根天线接收相同频段的接收信号。然后，对接收到的多个相同频段的接收信号的强度等进行比较，使用接收状态最优的天线进行通信，或者通过将多个相同频段的接收信号合成来去除接收信号中包含的噪声，由此实现通信的质量以及可靠性的提高。

另外，例如在载波聚合方式中，使用分配有互不相同的频段的多个通信系统进行通信。即，通过同时使用频段不同的信号，发送或者接收时的频段扩展，从而实现通信速度、通信电容的提高。

这样，在采用分集方式、载波聚合方式等的通信装置中，近年来，由于正在进行通信装置的小型化，所以难以充分地得到各通信系统间的隔离。因此，在连接于规定的通信系统的开关电路500同时接收不同的频率的信号的情况下，若同时接收的高频信号处于近似倍频的关系，则存在低频侧的信号的两倍或者三倍的高次谐波与高频侧的信号的频段接近的情况。在这样的情况下，存在不需要的高次谐波与所需的接收信号都通过接通状态的第一开关元件504，从而无法在开关电路500的后段的电路得到所希望的传输特性的问题。该情况下，若不能利用连接于开关电路500的滤波器等去除该不需要的高次谐波，就有对连接于开关电路500的规定的通信系统造成负面影响之虞。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种能够通过使高次谐波等不需要的信号有效地衰减来提高与其他电路的隔离特性的开关电路，并且提供一种具备该开关电路的高频模块。

为了实现上述目的，本发明的开关电路的特征在于，具备：第一端子；多个第二端子；第一开关元件，其串联插入于将上述第一端子与上述多个第二端子分别连结的信号路径的每一条；以及分流电路，其设置于上述多个第二端子的每一个与接地端子之间，多个上述分流电路分别具有串联连接的第二开关元件与电感器。

在这样构成的发明中，在使信号通过第一端子与第二端子之间的情况下，将第一开关元件设为接通状态，将第二开关元件设为断开状态。在第一开关元件为接通状态时，由断开状态的第二开关元件的截止电容和与其串联连接的电感器形成lc串联共振电路。通过将电感器的电感设计为使该lc串联共振电路的共振频率成为想要衰减的信号的频率，能够在第一、第二端子间的通过特性形成所希望的衰减极。由此，能够提高开关电路的隔离特性。

另外，上述多个分流电路各自的上述电感器也可以具有互不相同的电感。

这样以来，在各分流电路形成设定了互不相同的共振频率的lc串联共振电路，因此能够根据每个信号路径设定想要衰减的信号的频段。

另外，也可以为：设置有第三端子，并具备上述第三开关元件，该开关电路分别串联插入于将上述第三端子与上述多个第二端子分别连结的信号路径。

这样一来，通过适当地设定各分流电路的电感器的电感，能够在将第一端子与各第二端子分别连结的信号路径的每一条的通过特性以及将第三端子与各第二端子分别连结的信号路径的每一条的通过特性这双方形成所希望的衰减极。

另外，也可以为：上述分流电路利用上述第二开关元件为断开状态时产生的电容与上述电感器构成串联共振电路，该串联共振电路的上述电感器具备使该串联共振电路的共振频率成为在连接有上述第二开关元件为接通状态的其他上述分流电路的上述信号路径通过的信号的频率的电感值。

这样一来，即使通过连接有其他分流电路的信号路径的信号传输至构成有串联共振电路的分流电路，也能够使传输的信号经由该串联共振电路逸散至接地端子，由此，能够使第二端子间的隔离特性提高。

另外，本发明的高频模块也可以具备在一个主面上安装上述第一开关元件～第三开关元件的多层基板。

若这样构成，则能够提供实用结构的高频模块，该高频模块具备设置有开关电路的多层基板，该开关电路能够通过使高次谐波等不需要的信号有效地衰减来提高开关电路的隔离特性。

另外，在高频模块中，上述电感器也可以由安装于上述多层基板的一个主面上的芯片型部件或形成于上述多层基板的内部的布线电极构成。

若这样构成，则能够将在开关电路中需要的电感器等安装或者内置于多层基板，因此能够提供小型的高频模块。

根据本发明，能够提供通过使不需要的信号衰减而提高隔离特性的开关电路。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的高频模块的剖视图。

图2是表示图1的高频模块所具备的高频电路的图。

图3是表示图2的高频电路所具备的开关电路的图。

图4是表示图3的开关电路的通过特性的图。

图5是表示现有的开关电路的通过特性的图。

图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的高频模块所具备的高频电路的图。

图7是表示图6的高频电路所具备的开关电路的图。

图8是表示现有的高频模块所具备的开关电路的图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

参照图1～图5对本发明的第一实施方式进行说明。需要说明的是，在图1～图3中，仅图示了本发明所涉及的主要结构，为了简化说明，对其他结构省略图示。另外，针对下文的说明中参照的图6以及图7，也与图1～图3相同地仅图示了主要结构，但在以下的说明中，省略其说明。

(高频模块)

图1以及图2所示的高频模块1搭载于与利用多个频段进行通信的多模式、多频段对应的移动电话等通信装置(省略图示)，这样的通信装置与gsm标准、w-cdma标准、lte标准、bluetooth标准等多个通信系统对应。另外，高频模块1具备对设置于通信装置的天线a1与通信装置所使用的多个通信系统(省略图示)的连接进行切换的开关电路。

高频模块1具备：通过层叠多层(例如为五层)绝缘层2a～2f而成的多层基板2；设置有形成开关电路101的开关元件的开关ic3；以及由芯片型部件4、在多层基板2的内部形成的布线电极5构成的电感器l1～l4、电容器等电路元件。

多层基板2由ltcc(低温共烧陶瓷)多层基板、由玻璃环氧树脂等形成的树脂多层基板等通常的多层基板构成。而且，开关ic3、用于形成匹配电路、各种滤波电路等的芯片型部件4等安装于设置在多层基板2的一个主面亦即安装面21上的部件安装用的焊盘电极22。经由设置于多层基板2的布线电极5，形成在多层基板2的另一个主面23上的多个外部连接端子24、各部件彼此电连接。需要说明的是，布线电极5包括形成在各绝缘层的主面上的面内导体和将形成在各绝缘层上的面内导体连接的导通孔导体。另外，利用包括cu、ag等的导电性材料，形成有焊盘电极22、外部连接端子24、布线电极5等电极。

如图2所示，开关ic3具有经由布线电极5连接于设置在多层基板2的共用电极ant1a(外部连接端子24)的共用端子31(相当于本发明的“第一端子”)、以及多个(在本实施方式中为四个)切换端子32a～32d(相当于本发明的“第二端子”)。另外，在共用电极ant1a连接有天线a1。另外，各切换端子32a～32d对应于不同的通信系统(省略图示)的信号，为了使所希望的通信系统的信号通过而利用开关ic3对共用端子31与切换端子32a～32d的任一个的连接进行切换。接下来，针对开关电路101的结构详细地进行说明。

(开关电路)

如图3所示，开关电路101具备多个(在本实施方式中为四个)第一开关元件102a～102d以及多个(在本实施方式中为四个)分流电路103a～103d。而且，各第一开关元件102a～102d的一端连接于共用端子31，另一端连接于对应的切换端子32a～32d，由此，形成有将共用端子31与各切换端子32a～32d连结的四条信号路径sl1a～sl1d。另外，在各切换端子32a～32d与高频模块1所具备的接地端子(地线gnd)之间，分别设置有对应的分流电路103a～103d。

如图3所示，各分流电路103a～103d具备第二开关元件104a～104d和电感器l1～l4的串联电路，其中，第二开关元件104a～104d的一端连接于对应的切换端子32a～32d(信号路径sl1a～sl1d)，电感器l1～l4的一端连接于第二开关元件104a～104d的另一端且另一端连接于接地端子(地线gnd)。需要说明的是，在本实施方式中，第二开关元件104a～104d经由焊盘电极22连接于作为芯片型部件4的电感器l1～l4。

另外，在本实施方式中，第一开关元件102a～102d、第二开关元件104a～104d由场效应晶体管(fet)形成，它们在半导体基板上一体形成而构成开关ic3。形成分流电路的电感器可以内置于开关ic3，也可如图1所示，在多层基板2上作为芯片型部件4而具备，并使用多层基板2内的布线电极5与开关ic3连接而构成。

而且，在使用所希望的通信系统时，通过第一开关元件102a～102d中的任一个被切换为接通状态(在图3中，第一开关元件102a为接通状态)，对共用端子31与各切换端子32a～32d之一的连接进行切换。另外，如图3所示，与参照图8进行说明的现有的开关电路500相同，在第一开关元件102a被切换为接通状态时，第二开关元件104a被切换为断开状态，在第一开关元件102b～102d被切换为断开状态时，第二开关元件104b～104d被切换为接通状态。

(通过增加电感器进行的隔离特性的改善)

参照图4以及图5对通过增加电感器l1～l4来改善开关电路101的各切换端子32a～32d(信号路径sl1a～sl1d)间的隔离特性的方面进行说明。此外，对将第二开关元件104a的截止电容cf假定为约0.1pf，将电感器l1的电感设定为18nh的例子进行说明。另外，图4以及图5各自的横轴表示频率(freq；ghz)，纵轴表示通过特性(db：信号电平)。另外，在图4中，示出在第一开关元件102a为接通状态的情况下，在对共用端子31输入有高频信号时利用切换端子32a观测的信号的信号电平。需要说明的是，虽然对第一开关元件102a为接通状态的情况进行举例说明，但在各第一开关元件102b～102d的任一个为接通状态的情况下，也能够起到与以下说明的效果相同的效果，所以省略该说明。

如图3所示，在第一开关元件102a为接通状态的情况下，由图3中所示的第二开关元件104a的截止电容cf与电感器l1形成lc串联共振电路，如图4所示，在共用端子31以及切换端子32a间的通过特性形成衰减极。将电感器l1的电感设计为使该衰减极的频率成为不需要的高频信号的频率或者其附近的频率，由此，特别是在形成衰减极的附近的频段的不需要的高频信号从其他信号路径sl1b～sl1d(切换端子32b～32d)传输至信号路径sl1a(切换端子32a)的情况下，能够将经由分流电路103a传输的不需要的高频信号引导至接地端子(地线gnd)。由此，开关电路101内的隔离特性得到改善。

如以上那样，在本实施方式中，利用第一开关元件102a为接通状态时呈断开状态的第二开关元件104a的截止电容使不需要的信号衰减，由此，能够使开关电路101的隔离特性提高。

另外，将各分流电路103a～103d的电感器l1～l4设为互不相同的电感也无妨。该情况下，在各分流电路103a～103d形成设定有互不相同的共振频率的lc串联共振电路，因此，能够根据每个信号路径sl1a～sl1d设定想要衰减的信号的频段。

另外，电感器l1～l4设置于多层基板2，由此无需在开关ic3搭载电感器，所以能够将开关ic3小型化，并且能够仅通过替换芯片部件来简单地调整电感器l1～l4的电感，因此能够提高开关电路101的设计的自由度。

＜第二实施方式＞

参照图6以及图7对本发明的第二实施方式进行说明。本实施方式的高频模块1与上述的第一实施方式的不同点在于：如图6所示，在开关ic3a还设置有连接天线a2的共用端子33(相当于本发明的“第三端子”)。在以下的说明中，以与第一实施方式不同点为中心进行说明，其他结构以及动作由于与上述的第一实施方式相同，所以通过引用相同的附图标记来省略该结构以及动作的说明。

如图6所示，开关ic3a具有经由布线电极5连接于共用电极ant1(外部连接端子24)的共用端子31、经由布线电极5连接于共用电极ant2(外部连接端子24)的共用端子33、以及多个切换端子32a～32d。另外，在共用电极ant1连接天线a1，在共用电极ant2连接天线a2。而且，共用端子31、33的任一个与各切换端子32a～32d的任一个的连接被开关ic3切换。接下来，对开关电路101a的结构详细地进行说明。

(开关电路)

如图7所示，开关电路101a通过在图3的开关电路101进一步设置多个(在本实施方式中为四个)第三开关元件106a～106d而形成。而且，各第三开关元件106a～106d的一端连接于共用端子33，且各自的另一端连接于对应的切换端子32a～32d，由此，在将共用端子33与各切换端子32a～32d连结的四条信号路径sl2a～sl2d的每一条分别串联插入有对应的第三开关元件106a～106d。在图7所示的实施方式中，示出共用端子31与切换端子32a连接并且共用端子33与切换端子32d连接的结构。

需要说明的是，第三开关元件106a～106d与第一开关元件102a～102d、第二开关元件104a～104d相同地由场效应晶体管(fet)形成，第三开关元件106a～106d与第一开关元件、第二开关元件一起一体形成在半导体基板上而构成开关ic3。需要说明的是，形成分流电路的电感器可以内置于开关ic3，也可以如图1所示，在多层基板2上作为芯片型部件4而具备，并使用多层基板2内的布线电极5与开关ic3连接而构成。

而且，通过将第一开关元件102a～102d中的任一个切换为接通状态(在图7中，第一开关元件102a为接通状态)，共用端子31与切换端子32a～32d的任一个的连接被切换，从而能够在该切换端子与共用端子31之间使所希望的通信系统的信号通过。另外，通过将各第三开关元件106a～106d中的任一个切换为接通状态(在图7中，第三开关元件106d为接通状态)，共用端子33与切换端子32a～32d的任一个的连接被切换，从而能够在该切换端子与共用端子33之间使所希望的通信系统的信号通过。

另外，如图7所示，与上述的第一实施方式相同，在第一开关元件102a、第三开关元件106d被切换为接通状态时，第二开关元件104a、104d被切换为断开状态，在第一开关元件102b、102c、第三开关元件106b、106c这双方被切换为断开状态时，第二开关元件104b、104c被切换为接通状态。即，在连接于各切换端子32a～32d的各第一开关元件102a～102d、第三开关元件106a～106d中的任一个被切换为接通状态时，与连接有该接通状态的开关元件的切换端子连接的第二开关元件被切换为断开状态。另一方面，在分别连接于各切换端子32a～32d的各第一开关元件102a～102d、第三开关元件106a～106d这双方被切换为断开状态时，与连接有该断开状态的第一、第三开关元件的切换端子连接的第二开关元件被切换为接通状态。

需要说明的是，不存在分别连接于各切换端子32a～32d的各第一开关元件102a～102d、第三开关元件106a～106d这双方成为接通状态的情况。即，将各第一开关元件102a～102d、第三开关元件106a～106d的接通、断开状态控制成分别连接于各切换端子32a～32d的各通信系统不同时连接于天线a1、a2。

如以上那样，在本实施方式中，通过适当地设定各分流电路103a的电感器l1～l4的电感，在将共用端子31与各切换端子32a～32d分别连结的信号路径sl1a～sl1d的每一条的通过特性以及将共用端子33与各切换端子32a～32d连结的信号路径sl2a～sl2d的每一条的通过特性形成所希望的衰减极，由此，能够与上述的第一实施方式相同地提高开关电路101a内的各切换端子32a～32d(信号路径sl1a～sl1d、sl2a～sl2d)间的隔离特性。

需要说明的是，本发明并不限定于上述的各实施方式，只要不脱离其主旨，就能够在上述内容以外进行各种变更，上述的结构也可以进行任意组合。例如，各切换端子32a～32d、第一开关元件102a～102d、第三开关元件106a～106d的个数并不限定于上述的数量，与通信装置所处理的通信系统的数量、天线a1、a2的数量等相应地具备所需的个数的开关元件等电路元件即可。另外，还可以设置有未连接有分流电路的切换端子。另外，可以通过一组第一端子、第二端子形成有开关电路，此时，可以在第一端子、第二端子的任一个连接天线。

另外，在上述的实施方式中，各开关元件102a～102d、104a～104d、106a～106d主要由场效应晶体管形成，但也可以由使用了pin二极管的电路、双极晶体管、静电感应晶体管等各种开关元件构成各开关元件102a～102d、104a～104d、106a～106d。

另外，连接于开关ic3、ic3a的天线并不限定于上述多频段用的天线a1、a2，也可以是与通信所使用的各频段分别对应的单频段用的多根天线。另外，对于连接于开关ic的天线、通信系统的数量，与搭载高频模块1的通信装置的结构相应地适当地设定为最佳的数量即可。

工业上的可利用性

本发明能够广泛应用于具备串联插入于信号路径的第一开关元件和并联连接于信号路径的第二开关元件的开关电路、以及具备该开关电路的高频模块。

附图标记说明：

1…高频模块；2…多层基板；5…布线电极；31…共用端子(第一端子)；32a～32d…切换端子(第二端子)；33…共用端子(第三端子)；101、101a…开关电路；102a～102d…第一开关元件；103a～103d…分流电路；104a～104d…第二开关元件；106a～106d…第三开关元件；gnd…接地端子；l1～l4…电感器；sl1a～sl1d、sl2a～sl2d…信号路径。