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JP2021158556A - 高周波モジュールおよび通信装置 - Google Patents

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JP2021158556A JP2020057647A JP2020057647A JP2021158556A JP 2021158556 A JP2021158556 A JP 2021158556A JP 2020057647 A JP2020057647 A JP 2020057647A JP 2020057647 A JP2020057647 A JP 2020057647A JP 2021158556 A JP2021158556 A JP 2021158556A
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幸哉 山口
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

【課題】マルチバンド化に対応した小型の高周波モジュールを提供する。【解決手段】高周波モジュール１Ａは、互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂを有するモジュール基板と、第１周波数帯域の送信信号を増幅する電力増幅器１０Ａと、第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の送信信号を増幅する電力増幅器２０Ａと、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを制御するＰＡ制御回路８０と、を備える。電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは主面９１ａに配置されており、ＰＡ制御回路８０は主面９１ｂに配置されている。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、高周波モジュールおよび通信装置に関する。
携帯電話などの移動体通信機器には、高周波送信信号を増幅する電力増幅器が搭載される。特許文献１には、送信信号を伝送するＰＡ回路（送信増幅回路）と、受信信号を伝送するＬＮＡ回路（受信増幅回路）とを備えるフロントエンド回路（ＲＦモジュール）が開示されている。送信増幅回路には電力増幅器の増幅特性を制御するＰＡ制御部が配置され、受信増幅回路には低雑音増幅器の増幅特性を制御するＬＮＡ制御部が配置されている。
特開２０１８−１３７５２２号公報
しかしながら、電力増幅器は特定の周波数帯域（通信バンド）で増幅性能が最適化されるため、特許文献１に開示されたＲＦモジュールでは、各周波数帯域（通信バンド）に対応した電力増幅器が必要となる。つまり、マルチバンド化が進展するにつれ、電力増幅器が増加し、ＲＦモジュールが大型化してしまうという問題が発生する。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、マルチバンド化に対応した小型の高周波モジュールおよび通信装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る高周波モジュールは、互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、第１周波数帯域の送信信号を増幅する第１電力増幅器と、前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の送信信号を増幅する第２電力増幅器と、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器を制御する制御回路と、を備え、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器は、前記第１主面に配置されており、前記制御回路は、前記第２主面に配置されている。
本発明によれば、マルチバンド化に対応した小型の高周波モジュールおよび通信装置を提供することが可能となる。
実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置の回路構成図である。 送信増幅回路の回路構成図である。 実施例１に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。 実施例１に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 変形例１に係る出力トランスの断面構成概略図である。 変形例２に係る出力トランスの断面構成概略図である。 変形例３に係る出力トランスの断面構成概略図である。 変形例４に係る高周波モジュールの断面構成概略図である。 実施例２に係る高周波モジュールの平面構成概略図である。
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。以下の実施例及び変形例における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさ又は大きさの比は、必ずしも厳密ではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。
また、以下において、平行及び垂直等の要素間の関係性を示す用語、及び、矩形状等の要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。
また、以下において、基板に実装されたＡ、Ｂ及びＣにおいて、「基板（又は基板の主面）の平面視において、ＡとＢとの間にＣが配置されている」とは、基板の平面視においてＡ内の任意の点とＢ内の任意の点とを結ぶ複数の線分の少なくとも１つがＣの領域を通ることを意味する。また、基板の平面視とは、基板および基板に実装された回路素子を基板の主面に平行な平面に正投影して見ることを意味する。
また、以下において、「送信経路」とは、高周波送信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「受信経路」とは、高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。また、「送受信経路」とは、高周波送信信号および高周波受信信号が伝搬する配線、当該配線に直接接続された電極、および当該配線または当該電極に直接接続された端子等で構成された伝送線路であることを意味する。
（実施の形態）
［１．高周波モジュール１および通信装置５の回路構成］
図１は、実施の形態に係る高周波モジュール１および通信装置５の回路構成図である。同図に示すように、通信装置５は、高周波モジュール１と、アンテナ２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）４と、を備える。
ＲＦＩＣ３は、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１の受信経路を介して入力された受信信号を、ダウンコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された受信信号をＢＢＩＣ４へ出力する。また、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ４から入力された送信信号をアップコンバートなどにより信号処理し、当該信号処理して生成された送信信号を、高周波モジュール１の送信経路に出力する。
ＢＢＩＣ４は、高周波モジュール１を伝送する高周波信号よりも低周波の中間周波数帯域を用いて信号処理する回路である。ＢＢＩＣ４で処理された信号は、例えば、画像表示のための画像信号として使用され、または、スピーカを介した通話のために音声信号として使用される。
また、ＲＦＩＣ３は、使用される通信バンド（周波数帯域）に基づいて、高周波モジュール１が有するスイッチ４１、４２、４３および４４の接続を制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ３は、制御信号（図示せず）により高周波モジュール１が有するスイッチ４１〜４４の接続を切り替える。具体的には、ＲＦＩＣ３は、スイッチ４１〜４４を制御するためのディジタル制御信号をＰＡ制御回路８０に出力する。高周波モジュール１のＰＡ制御回路８０は、ＲＦＩＣ３から入力されたディジタル制御信号によって、スイッチ４１〜４４にディジタル制御信号を出力することで、スイッチ４１〜４４の接続および非接続を制御する。
また、ＲＦＩＣ３は、高周波モジュール１が有する送信増幅回路１０および２０の利得、送信増幅回路１０および２０に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓを制御する制御部としての機能も有する。具体的には、ＲＦＩＣ３は、ＭＩＰＩおよびＧＰＩＯなどのディジタル制御信号を高周波モジュール１の制御信号端子１４０に出力する。高周波モジュール１のＰＡ制御回路８０は、制御信号端子１４０を介して入力されたディジタル制御信号によって、送信増幅回路１０および２０に制御信号、電源電圧Ｖｃｃまたはバイアス電圧Ｖｂｉａｓを出力することで、送信増幅回路１０および２０の利得を調整する。なお、送信増幅回路１０および２０の利得を制御するディジタル制御信号をＲＦＩＣ３から受ける制御信号端子と、送信増幅回路１０および２０に供給される電源電圧Ｖｃｃおよびバイアス電圧Ｖｂｉａｓを制御するディジタル制御信号をＲＦＩＣ３から受ける制御信号端子とは、異なっていてもよい。また、制御部は、ＲＦＩＣ３の外部に設けられていてもよく、例えば、ＢＢＩＣ４に設けられていてもよい。
アンテナ２は、高周波モジュール１のアンテナ接続端子１００に接続され、高周波モジュール１から出力された高周波信号を放射し、また、外部からの高周波信号を受信して高周波モジュール１へ出力する。
なお、本実施の形態に係る通信装置５において、アンテナ２およびＢＢＩＣ４は、必須の構成要素ではない。
次に、高周波モジュール１の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、高周波モジュール１は、アンテナ接続端子１００と、送信増幅回路１０および２０と、低雑音増幅器３０と、送信フィルタ６１Ｔ、６２Ｔおよび６３Ｔと、受信フィルタ６１Ｒ、６２Ｒおよび６３Ｒと、ＰＡ制御回路８０と、整合回路５１、５２、５３および５４と、スイッチ４１、４２、４３および４４と、を備える。
アンテナ接続端子１００は、アンテナ２に接続されるアンテナ共通端子である。
送信増幅回路１０は、送信入力端子１１１および１１２から入力された通信バンドＡおよび通信バンドＢの送信信号を増幅する差動増幅型の増幅回路である。なお、高周波モジュール１は、送信増幅回路１０の代わりに、通信バンドＡの高周波信号を増幅する第１送信増幅回路と、通信バンドＢの高周波信号を増幅する第１送信増幅回路とを備えてもよい。
送信増幅回路２０は、送信入力端子１２１および１２２から入力された通信バンドＣの送信信号を増幅する差動増幅型の増幅回路である。
ＰＡ制御回路８０は、制御信号端子１４０を介して入力されたディジタル制御信号ＭＩＰＩおよびＧＰＩＯなどによって、送信増幅回路１０および２０が有する増幅素子の利得を調整する。ＰＡ制御回路８０は、半導体ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で形成されていてもよい。半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）で構成されている。具体的には、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）プロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。
低雑音増幅器３０は、通信バンドＡ、ＢおよびＣの高周波信号を低雑音で増幅し、受信出力端子１３０へ出力する増幅器である。なお、高周波モジュール１は、複数の低雑音増幅器を備えていてもよい。例えば、高周波モジュール１は、通信バンドＡおよびＢの高周波信号を増幅する第１低雑音増幅器と、通信バンドＣの高周波信号を増幅する第２低雑音増幅器とを備えてもよい。
なお、本実施の形態において、通信バンドＡおよびＢは、通信バンドＣよりも低周波数側に位置しており、通信バンドＡおよびＢは、例えばミドルバンド群（１．４５−２．２ＧＨｚ）に属する通信バンドであり、通信バンドＣは、例えばハイバンド群（２．３−２．７ＧＨｚ）に属する通信バンドである。ただし、通信バンドＡおよびＢと通信バンドＣとの周波数の高低関係は上記例に限られず、通信バンドＡおよびＢが、通信バンドＣよりも高周波数側に位置していてもよい。なお、ミドルバンド群は、第１周波数帯域の一例であり、通信バンドＣは、第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の一例である。
送信フィルタ６１Ｔは、送信入力端子１１１および１１２とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路ＡＴに配置され、送信増幅回路１０で増幅された送信信号のうち、通信バンドＡの送信帯域の送信信号を通過させる。また、送信フィルタ６２Ｔは、送信入力端子１１１および１１２とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路ＢＴに配置され、送信増幅回路１０で増幅された送信信号のうち、通信バンドＢの送信帯域の送信信号を通過させる。また、送信フィルタ６３Ｔは、送信入力端子１２１および１２２とアンテナ接続端子１００とを結ぶ送信経路ＣＴに配置され、送信増幅回路２０で増幅された送信信号のうち、通信バンドＣの送信帯域の送信信号を通過させる。
受信フィルタ６１Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路ＡＲに配置され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＡの受信帯域の受信信号を通過させる。また、受信フィルタ６２Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路ＢＲに配置され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＢの受信帯域の受信信号を通過させる。また、受信フィルタ６３Ｒは、受信出力端子１３０とアンテナ接続端子１００とを結ぶ受信経路ＢＲに配置され、アンテナ接続端子１００から入力された受信信号のうち、通信バンドＣの受信帯域の受信信号を通過させる。
送信フィルタ６１Ｔおよび受信フィルタ６１Ｒは、通信バンドＡを通過帯域とするデュプレクサ６１を構成している。デュプレクサ６１は、通信バンドＡの送信信号と受信信号とを、周波数分割複信（ＦＤＤ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送する。また、送信フィルタ６２Ｔおよび受信フィルタ６２Ｒは、通信バンドＢを通過帯域とするデュプレクサ６２を構成している。デュプレクサ６２は、通信バンドＢの送信信号と受信信号とを、ＦＤＤ方式で伝送する。また、送信フィルタ６３Ｔおよび受信フィルタ６３Ｒは、通信バンドＣを通過帯域とするデュプレクサ６３を構成している。デュプレクサ６３は、通信バンドＣの送信信号と受信信号とを、ＦＤＤ方式で伝送する。
なお、デュプレクサ６１〜６３のそれぞれは、複数の送信フィルタのみで構成されたマルチプレクサ、複数の受信フィルタのみで構成されたマルチプレクサ、複数のデュプレクサで構成されたマルチプレクサであってもよい。また、送信フィルタ６１Ｔおよび受信フィルタ６１Ｒは、デュプレクサ６１を構成していなくてもよく、時分割複信（ＴＤＤ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）方式で伝送する１つのフィルタであってもよい。この場合には、上記１つのフィルタの前段および後段の少なくとも一方に、送信および受信を切り替えるスイッチが配置される。また、同様に、送信フィルタ６２Ｔおよび受信フィルタ６２Ｒは、デュプレクサ６２を構成していなくてもよく、ＴＤＤ方式で伝送する１つのフィルタであってもよい。また、同様に、送信フィルタ６３Ｔおよび受信フィルタ６３Ｒは、デュプレクサ６３を構成していなくてもよく、ＴＤＤ方式で伝送する１つのフィルタであってもよい。
整合回路５１は、スイッチ４４とデュプレクサ６１とを結ぶ経路に配置され、スイッチ４４およびアンテナ２と、デュプレクサ６１とのインピーダンス整合をとる。整合回路５２は、スイッチ４４とデュプレクサ６２とを結ぶ経路に配置され、スイッチ４４およびアンテナ２と、デュプレクサ６２とのインピーダンス整合をとる。整合回路５３は、スイッチ４４とデュプレクサ６３とを結ぶ経路に配置され、スイッチ４４およびアンテナ２と、デュプレクサ６３とのインピーダンス整合をとる。
整合回路５４は、低雑音増幅器３０とスイッチ４３とを結ぶ受信経路に配置され、低雑音増幅器３０とスイッチ４３およびデュプレクサ６１〜６３とのインピーダンス整合をとる。
スイッチ４１は、共通端子４１ａ、４１ｂ、選択端子４１ｃ、４１ｄ、４１ｅおよび４１ｆを有する。共通端子４１ａは、送信増幅回路１０の入力端子１１５に接続されている。共通端子４１ｂは、送信増幅回路２０の入力端子１２５に接続されている。選択端子４１ｃは送信入力端子１１１に接続され、選択端子４１ｄは送信入力端子１１２に接続され、選択端子４１ｅは送信入力端子１２１に接続され、選択端子４１ｆは送信入力端子１２２に接続されている。スイッチ４１は、送信増幅回路１０および２０の入力端子側に配置されたスイッチである。この接続構成において、スイッチ４１は、送信増幅回路１０と送信入力端子１１１との接続、および、送信増幅回路１０と送信入力端子１１２との接続、を切り替え、また、送信増幅回路２０と送信入力端子１２１との接続、および、送信増幅回路２０と送信入力端子１２２との接続、を切り替える。スイッチ４１は、例えば、ＤＰ４Ｔ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ ４ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。
なお、スイッチ４１は、共通端子４１ａ、選択端子４１ｃおよび４１ｄを有するＳＰＤＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチと、共通端子４１ｂ、選択端子４１ｅおよび４１ｆを有するＳＰＤＴ型のスイッチとで構成されていてもよい。
送信入力端子１１１からは、例えば、通信バンドＡの送信信号が入力され、送信入力端子１１２からは、例えば、通信バンドＢの送信信号が入力される。また、送信入力端子１２１および１２２からは、例えば、通信バンドＣの送信信号が入力される。
また、送信入力端子１１１からは、例えば、第４世代移動通信システム（４Ｇ）における通信バンドＡまたはＢの送信信号が入力され、送信入力端子１１２からは、例えば、第５世代移動通信システム（５Ｇ）における通信バンドＡまたはＢの送信信号が入力されてもよい。また、送信入力端子１２１からは、例えば、４Ｇにおける通信バンドＣの送信信号が入力され、送信入力端子１１２からは、例えば、５Ｇにおける通信バンドＣの送信信号が入力されてもよい。
なお、スイッチ４１は、共通端子が送信入力端子１１１、１１２、１２１、および１２２のいずれかの送信入力端子（第１送信入力端子とする）に接続され、一方の選択端子が送信増幅回路１０の入力端子１１５に接続され、他方の選択端子が送信増幅回路２０の入力端子１２５に接続された、ＳＰＤＴ型のスイッチ回路であってもよい。
この場合には、第１送信入力端子からは、例えば、通信バンドＡ、通信バンドＢ、および通信バンドＣのいずれか１つの送信信号が選択的に入力され、スイッチ４１は、入力された送信信号に応じて、第１送信入力端子と送信増幅回路１０との接続、および、第１送信入力端子と送信増幅回路２０との接続を切り替える。また、第１送信入力端子からは、例えば、４Ｇの送信信号と５Ｇの送信信号とが入力され、スイッチ４１は、入力された送信信号に応じて、第１送信入力端子と送信増幅回路１０との接続、および、第１送信入力端子と送信増幅回路２０との接続を切り替えてもよい。
また、スイッチ４１は、２つの共通端子と２つの選択端子とを有するＤＰＤＴ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成されていてもよい。この場合には、第１送信入力端子が一方の共通端子と接続され、第２送信入力端子が他方の共通端子と接続される。また、一方の選択端子が送信増幅回路１０に接続され、他方の選択端子が送信増幅回路２０に接続される。この接続構成において、スイッチ４１は、一方の共通端子と一方の選択端子との接続および一方の共通端子と他方の選択端子との接続を切り替え、また、他方の共通端子と一方の選択端子との接続および他方の共通端子と他方の選択端子との接続を切り替える。
この場合には、例えば、第１送信入力端子から通信バンドＡまたはＢの送信信号が入力され、第２送信入力端子から通信バンドＣの送信信号が入力される。また、例えば、第１送信入力端子から４Ｇの送信信号が入力され、第２送信入力端子から５Ｇの送信信号が入力されてもよい。
スイッチ４２は、共通端子４２ａ、４２ｂ、選択端子４２ｃ、４２ｄおよび４２ｅを有する。共通端子４２ａは送信増幅回路１０の出力端子１１６に接続され、共通端子４２ｂは送信増幅回路２０の出力端子１２６に接続されている。選択端子４２ｃは送信フィルタ６１Ｔに接続され、選択端子４２ｄは送信フィルタ６２Ｔに接続され、選択端子４２ｅは送信フィルタ６３Ｔに接続されている。スイッチ４２は、送信増幅回路１０および２０の出力端子側に配置されたスイッチである。この接続構成において、スイッチ４２は、送信増幅回路１０と送信フィルタ６１Ｔとの接続、および、送信増幅回路１０と送信フィルタ６２Ｔとの接続、を切り替え、かつ、送信増幅回路２０と送信フィルタ６３Ｔとの接続および非接続を切り替える。スイッチ４２は、例えば、ＤＰ３Ｔ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｏｌｅ ３ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。
なお、スイッチ４２は、共通端子４２ａ、選択端子４２ｃおよび４２ｄを有するＳＰＤＴ型のスイッチと、共通端子４２ｂおよび選択端子４２ｅを有するＳＰＳＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ Ｓｉｎｇｌｅ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチとで構成されていてもよい。
スイッチ４３は、共通端子４３ａおよび選択端子４３ｂ、４３ｃおよび４３ｄを有する。共通端子４３ａは、整合回路５４を介して低雑音増幅器３０の入力端子に接続されている。選択端子４３ｂは受信フィルタ６１Ｒに接続され、選択端子４３ｃは受信フィルタ６２Ｒに接続され、選択端子４３ｄは受信フィルタ６３Ｒに接続されている。この接続構成において、スイッチ４３は、低雑音増幅器３０と受信フィルタ６１Ｒとの接続および非接続を切り替え、低雑音増幅器３０と受信フィルタ６２Ｒとの接続および非接続を切り替え、ならびに、低雑音増幅器３０と受信フィルタ６３Ｒとの接続および非接続を切り替える。スイッチ４３は、例えば、ＳＰ３Ｔ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｌｅ ４ Ｔｈｒｏｗ）型のスイッチ回路で構成される。
スイッチ４４は、アンテナスイッチの一例であり、アンテナ接続端子１００に接続され、（１）アンテナ接続端子１００と送信経路ＡＴおよび受信経路ＡＲとの接続、（２）アンテナ接続端子１００と送信経路ＢＴおよび受信経路ＢＲとの接続、ならびに、（３）アンテナ接続端子１００と送信経路ＣＴおよび受信経路ＣＲとの接続を切り替える。なお、スイッチ４４は、上記（１）〜（３）の少なくとも２つを同時に行うことが可能なマルチ接続型のスイッチ回路で構成される。
なお、上記の送信フィルタ６１Ｔ〜６３Ｔおよび６１Ｒ〜６３Ｒは、例えば、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）を用いた弾性波フィルタ、ＬＣ共振フィルタ、および誘電体フィルタのいずれかであってもよく、さらには、これらには限定されない。
また、整合回路５１〜５４は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。
また、送信増幅回路１０とスイッチ４２との間、および、送信増幅回路２０とスイッチ４２との間に、整合回路が配置されていてもよい。また、アンテナ接続端子１００とスイッチ４４との間に、ダイプレクサおよびカプラなどが配置されてもよい。
高周波モジュール１の構成において、送信増幅回路１０、スイッチ４２、送信フィルタ６１Ｔ、整合回路５１、およびスイッチ４４は、アンテナ接続端子１００に向けて通信バンドＡの送信信号を伝送する第１送信回路を構成する。また、スイッチ４４、整合回路５１、受信フィルタ６１Ｒ、スイッチ４３、整合回路５４、および低雑音増幅器３０は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＡの受信信号を伝送する第１受信回路を構成する。
また、送信増幅回路１０、スイッチ４２、送信フィルタ６２Ｔ、整合回路５２、およびスイッチ４４は、アンテナ接続端子１００に向けて通信バンドＢの送信信号を伝送する第２送信回路を構成する。また、スイッチ４４、整合回路５２、受信フィルタ６２Ｒ、スイッチ４３、整合回路５４、および低雑音増幅器３０は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＢの受信信号を伝送する第２受信回路を構成する。
また、送信増幅回路２０、スイッチ４２、送信フィルタ６３Ｔ、整合回路５３、およびスイッチ４４は、アンテナ接続端子１００に向けて通信バンドＣの送信信号を伝送する第３送信回路を構成する。また、スイッチ４４、整合回路５３、受信フィルタ６３Ｒ、スイッチ４３、整合回路５４、および低雑音増幅器３０は、アンテナ２からアンテナ接続端子１００を介して通信バンドＣの受信信号を伝送する第３受信回路を構成する。
上記回路構成によれば、高周波モジュール１は、通信バンドＡ、通信バンドＢ、および通信バンドＣのいずれかの高周波信号を、送信、受信、および送受信の少なくともいずれかで実行することが可能である。さらに、高周波モジュール１は、通信バンドＡ、通信バンドＢ、および通信バンドＣの高周波信号を、同時送信、同時受信、および同時送受信の少なくともいずれかで実行することも可能である。
なお、本発明に係る高周波モジュールでは、上記３つの送信回路および上記３つの受信回路がスイッチ４４を介してアンテナ接続端子１００に接続されていなくてもよく、上記３つの送信回路および上記３つの受信回路が、異なる端子を介してアンテナ２に接続されていてもよい。また、本発明に係る高周波モジュールは、ＰＡ制御回路８０と、第１送信回路および第３送信回路と、を有していればよい。
また、本発明に係る高周波モジュールにおいて、第１送信回路は、送信増幅回路１０を有していればよい。また、第３送信回路は、送信増幅回路２０を有していればよい。
また、低雑音増幅器３０とスイッチ４１〜４４の少なくとも１つとは、１つの半導体ＩＣに形成されていてもよい。半導体ＩＣは、例えば、ＣＭＯＳで構成されている。具体的には、ＳＯＩプロセスにより形成されている。これにより、半導体ＩＣを安価に製造することが可能となる。なお、半導体ＩＣは、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅおよびＧａＮの少なくともいずれかで構成されていてもよい。これにより、高品質な増幅性能および雑音性能を有する高周波信号を出力することが可能となる。
図２は、実施の形態に係る送信増幅回路１０の回路構成図である。同図に示すように、送信増幅回路１０は、入力端子１１５および出力端子１１６と、増幅素子１２（第１増幅素子）および１３（第２増幅素子）と、増幅素子１１（前段増幅素子）と、段間トランス（変圧器）１４と、キャパシタ１６と、出力トランス（バラン：非平衡−平衡変換素子）１５と、を有している。増幅素子１１〜１３と、段間トランス１４と、キャパシタ１６とは、電力増幅器１０Ａを構成している。電力増幅器１０Ａは、第１電力増幅器の一例である。
段間トランス１４は、一次側コイル１４ａと二次側コイル１４ｂとで構成されている。
増幅素子１１の入力端子は入力端子１１５に接続され、増幅素子１１の出力端子は段間トランス１４の非平衡端子に接続されている。段間トランス１４の一方の平衡端子は増幅素子１２の入力端子に接続されており、段間トランス１４の他方の平衡端子は増幅素子１３の入力端子に接続されている。
入力端子１１５から入力された高周波信号は、増幅素子１１にバイアス電圧Ｖｃｃ１が印加された状態で増幅素子１１にて増幅される。増幅された高周波信号は、段間トランス１４により非平衡−平衡変換される。このとき、段間トランス１４の一方の平衡端子から非反転入力信号が出力され、段間トランス１４の他方の平衡端子から反転入力信号が出力される。
出力トランス１５は、第１出力トランスの一例であり、一次側コイル（第１コイル）１５ａと二次側コイル（第２コイル）１５ｂとで構成されている。一次側コイル１５ａの一端は増幅素子１２の出力端子に接続されており、一次側コイル１５ａの他端は増幅素子１３の出力端子に接続されている。また、一次側コイル１５ａの中点にはバイアス電圧Ｖｃｃ２が供給される。二次側コイル１５ｂの一端は出力端子１１６に接続され、二次側コイル１５ｂの他端はグランドに接続されている。言い換えると、出力トランス１５は、増幅素子１２の出力端子および増幅素子１３の出力端子と、出力端子１１６との間に接続されている。
キャパシタ１６は、増幅素子１２の出力端子と増幅素子１３の出力端子との間に接続されている。
増幅素子１２にて増幅された非反転入力信号と、増幅素子１３にて増幅された反転入力信号とは、逆位相を維持したまま、出力トランス１５およびキャパシタ１６にてインピーダンス変換される。つまり、出力端子１１６における電力増幅器１０Ａの出力インピーダンスは、出力トランス１５およびキャパシタ１６により、図１に示された、スイッチ４２、送信フィルタ６１Ｔおよび６２Ｔの入力インピーダンスとインピーダンス整合される。なお、出力端子１１６と二次側コイル１５ｂとを結ぶ経路とグランドとの間に接続された容量素子も、上記インピーダンス整合に寄与している。なお、上記容量素子は、出力端子１１６と二次側コイル１５ｂとを結ぶ経路に直列配置されていてもよいし、また、上記容量素子はなくてもよい。
ここで、増幅素子１１〜１３、段間トランス１４、およびキャパシタ１６は、電力増幅器１０Ａを形成している。特に、増幅素子１１〜１３および段間トランス１４は、１チップ化、または、同一基板上に実装など、一体形成される場合が多い。これに対して、出力トランス１５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、増幅素子１１〜１３および段間トランス１４などとは、一体形成されない。つまり、送信増幅回路１０を構成する回路部品のうち、出力トランス１５を除く回路部品が、電力増幅器１０Ａを構成している。
なお、増幅素子１１およびキャパシタ１６は、電力増幅器１０Ａに含まれなくてもよい。
送信増幅回路１０の回路構成によれば、増幅素子１２および１３が反転位相にて動作する。このとき、増幅素子１２および１３の基本波での電流が反転位相、つまり逆方向に流れるため、増幅素子１２および１３から略等距離に配置されたグランド配線および電源配線へは基本波の電流は流れなくなる。このため、上記配線への不要な電流の流れこみが無視できるので、従来の送信増幅回路に見られる電力利得（パワーゲイン）の低下を抑制することが可能となる。また、増幅素子１２および１３で増幅された非反転信号と反転信号とが合成されるので、両信号に同様に重畳されたノイズ成分を相殺でき、例えば高調波成分などの不要波を低減できる。
なお、増幅素子１１は送信増幅回路１０に必須の構成要素ではない。また、非平衡入力信号を、非反転入力信号および反転入力信号に変換する手段は、段間トランス１４に限られない。また、キャパシタ１６は、インピーダンス整合において必須の構成要素ではない。
また、図示していないが、送信増幅回路２０は、図２に示された送信増幅回路１０と同様の回路構成を有している。つまり、送信増幅回路２０は、入力端子１２５および出力端子１２６と、増幅素子２２（第３増幅素子）および２３（第４増幅素子）と、増幅素子２１（前段増幅素子）と、段間トランス（変圧器）２４と、キャパシタ２６と、出力トランス（バラン：非平衡−平衡変換素子）２５と、を有している。増幅素子２１〜２３と、段間トランス２４と、キャパシタ２６とは、電力増幅器２０Ａを構成している。電力増幅器２０Ａは、第２電力増幅器の一例である。
段間トランス２４は、一次側コイル２４ａと二次側コイル２４ｂとで構成されている。
増幅素子２１の入力端子は入力端子１２５に接続され、増幅素子２１の出力端子は段間トランス２４の非平衡端子に接続されている。段間トランス２４の一方の平衡端子は増幅素子２２の入力端子に接続されており、段間トランス２４の他方の平衡端子は増幅素子２３の入力端子に接続されている。
出力トランス２５は、第２出力トランスの一例であり、一次側コイル（第３コイル）２５ａと二次側コイル（第４コイル）２５ｂとで構成されている。一次側コイル２５ａの一端は増幅素子２２の出力端子に接続されており、一次側コイル２５ａの他端は増幅素子２３の出力端子に接続されている。また、一次側コイル２５ａの中点にはバイアス電圧Ｖｃｃ２が供給される。二次側コイル２５ｂの一端は出力端子１２６に接続され、二次側コイル２５ｂの他端はグランドに接続されている。言い換えると、出力トランス２５は、増幅素子２２の出力端子および増幅素子２３の出力端子と、出力端子１２６との間に接続されている。
キャパシタ２６は、増幅素子２２の出力端子と増幅素子２３の出力端子との間に接続されている。
ここで、増幅素子２１〜２３、段間トランス２４、およびキャパシタ２６は、電力増幅器２０Ａを形成している。特に、増幅素子２１〜２３および段間トランス１４は、１チップ化、または、同一基板上に実装など、一体形成される場合が多い。これに対して、出力トランス２５は、増幅素子２１〜２３および段間トランス２４などとは、一体形成されない。
なお、増幅素子２１およびキャパシタ２６は、電力増幅器２０Ａに含まれなくてもよい。
送信増幅回路２０の回路構成によれば、従来の送信増幅回路に見られる電力利得（パワーゲイン）の低下を抑制することが可能となる。また、増幅素子２２および２３で増幅された非反転信号と反転信号とが合成されるので、両信号に同様に重畳されたノイズ成分を相殺でき、例えば高調波成分などの不要波を低減できる。
なお、増幅素子２１は送信増幅回路２０に必須の構成要素ではない。また、非平衡入力信号を、非反転入力信号および反転入力信号に変換する手段は、段間トランス２４に限られない。また、キャパシタ２６は、インピーダンス整合において必須の構成要素ではない。
また、増幅素子１１〜１３、２１〜２３および低雑音増幅器３０は、例えば、Ｓｉ系のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）またはＧａＡｓを材料とした、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）またはヘテロバイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）などで構成されている。
なお、送信増幅回路１０は、差動増幅型の電力増幅器１０Ａで構成されず、非平衡信号を入力信号とし、非平衡信号を出力信号とする、いわゆるシングルエンド型の増幅素子で構成された増幅器であってもよい。また、送信増幅回路２０は、差動増幅型の電力増幅器２０Ａで構成されず、非平衡信号を入力信号とし、非平衡信号を出力信号とする、いわゆるシングルエンド型の増幅素子で構成された増幅器であってもよい。
ここで、高周波モジュール１において、送信増幅回路１０は通信バンドＡおよびＢの送信信号を増幅し、送信増幅回路２０は通信バンドＣの送信信号を増幅する。つまり、送信増幅回路１０および２０は、特定の周波数帯域（通信バンド）で増幅性能が最適化されるため、高周波モジュール１には、各周波数帯域（通信バンド）に対応した複数の送信増幅回路が必要となる。また、高周波モジュール１のマルチバンド化が進展するにつれ、送信増幅回路の配置数が増加し、高周波モジュール１が大型化してしまうという問題が発生する。また、小型化すべく高密度実装すると、送信増幅回路から出力された高出力の送信信号が、高周波モジュール１を構成する回路部品に干渉し、高周波モジュール１から出力される高周波信号の信号品質が劣化するという問題が発生する。
これに対して、以下では、高周波モジュール１から出力される高周波信号の品質劣化を抑制された小型の高周波モジュール１の構成について説明する。
［２．実施例１に係る高周波モジュール１Ａの回路素子配置構成］
図３Ａは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの平面構成概略図である。また、図３Ｂは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａの断面構成概略図であり、具体的には、図３ＡのＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線における断面図である。なお、図３Ａの（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図３Ａの（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置を透視した図が示されている。
実施例１に係る高周波モジュール１Ａは、実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａは、図１に示された回路構成に加えて、さらに、モジュール基板９１と、樹脂部材９２および９３と、外部接続端子１５０と、を有している。
モジュール基板９１は、互いに対向する主面９１ａ（第１主面）および主面９１ｂ（第２主面）を有し、上記送信回路および上記受信回路を実装する基板である。モジュール基板９１としては、例えば、複数の誘電体層の積層構造を有する低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＬＴＣＣ）基板、高温同時焼成セラミックス（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ：ＨＴＣＣ）基板、部品内蔵基板、再配線層（Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＲＤＬ）を有する基板、または、プリント基板等が用いられる。
樹脂部材９２は、モジュール基板９１の主面９１ａに配置され、上記送信回路の一部、上記受信回路の一部、およびモジュール基板９１の主面９１ａを覆っており、上記送信回路および上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。樹脂部材９３は、モジュール基板９１の主面９１ｂに配置され、上記送信回路の一部、上記受信回路の一部、およびモジュール基板９１の主面９１ｂを覆っており、上記送信回路および上記受信回路を構成する回路素子の機械強度および耐湿性などの信頼性を確保する機能を有している。なお、樹脂部材９２および９３は、本発明に係る高周波モジュールに必須の構成要素ではない。
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａ、出力トランス１５および２５、デュプレクサ６１、６２および６３、ならびに整合回路５１、５２、５３および５４は、モジュール基板９１の主面９１ａ（第１主面）に配置されている。一方、ＰＡ制御回路８０、低雑音増幅器３０、スイッチ４１、４２、４３および４４は、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）に配置されている。
なお、図３Ａには図示していないが、図１に示された送信経路ＡＴ、ＢＴおよびＣＴ、ならびに、受信経路ＡＲ、ＢＲおよびＣＲを構成する配線は、モジュール基板９１の内部、主面９１ａおよび９１ｂに形成されている。また、上記配線は、両端が主面９１ａ、９１ｂおよび高周波モジュール１Ａを構成する回路素子のいずれかに接合されたボンディングワイヤであってもよく、また、高周波モジュール１Ａを構成する回路素子の表面に形成された端子、電極または配線であってもよい。
すなわち、本実施例では、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは、主面９１ａ（第１主面）に配置されている。一方、ＰＡ制御回路８０は、主面９１ｂ（第２主面）に実装されている。また、電力増幅器１０Ａは、通信バンドＡおよびＢを含む第１周波数帯域の送信信号を増幅する第１電力増幅器の一例であり、電力増幅器２０Ａは、通信バンドＣを含む第２周波数帯域の送信信号を増幅する第２電力増幅器の一例である。本実施例では、第１周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）は、第２周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）よりも低周波数側に位置していてもよく、また、第１周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）は、第２周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）よりも高周波数側に位置していてもよい。
本実施例に係る高周波モジュール１Ａの上記構成によれば、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａと、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを制御するＰＡ制御回路８０とが両面実装されるので、高周波モジュール１Ａを小型化できる。また、ディジタル制御信号を入出力するＰＡ制御回路８０と、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａとが、モジュール基板９１を挟んで配置されるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａがディジタルノイズを受けることを抑制できる。よって、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
さらに、電力増幅器１０Ａは、少なくとも増幅素子１１〜１３および段間トランス１４を有し、電力増幅器２０Ａは、少なくとも増幅素子２１〜２３および段間トランス２４を有し、回路素子数が多くなり実装面積が大きくなるため、高周波モジュール１Ａが大型化する傾向にある。送信増幅回路１０および２０が差動増幅型の増幅回路である場合には、電力増幅器１０Ａおよび２０ＡとＰＡ制御回路８０とをモジュール基板９１に振り分ける構成は、高周波モジュール１Ａの小型化への寄与が大きい。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａにおいて、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なり、かつ、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なっていることが望ましい。
これによれば、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とを結ぶ制御配線、および、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とを結ぶ制御配線を短くできるので、当該制御配線からのノイズの発生を抑制できる。また、制御信号の伝送損失を低減できるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａの増幅特性を高精度に制御できる。
なお、出力トランス１５、２５、デュプレクサ６１〜６３、および整合回路５１〜５４は、主面９１ａ（第１主面）に実装されているが、主面９１ｂ（第２主面）に実装されていてもよい。また、低雑音増幅器３０、およびスイッチ４１〜４４は、主面９１ｂ（第２主面）に実装されているが、主面９１ａ（第１主面）に実装されていてもよい。
なお、モジュール基板９１は、複数の誘電体層が積層された多層構造を有し、当該複数の誘電体層の少なくとも１つには、グランド電極パターンが形成されていることが望ましい。これにより、モジュール基板９１の電磁界遮蔽機能が向上する。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）側に、複数の外部接続端子１５０が配置されている。高周波モジュール１Ａは、高周波モジュール１Ａのｚ軸負方向側に配置される外部基板と、複数の外部接続端子１５０を経由して、電気信号のやりとりを行う。図３Ａの（ｂ）に示すように、複数の外部接続端子には、アンテナ接続端子１００、送信入力端子１１１、１１２、１２１および１２２、受信出力端子１３０、ならびに制御信号端子１４０が含まれる。また、複数の外部接続端子１５０のいくつかは、外部基板のグランド電位に設定される。主面９１ａおよび９１ｂのうち、外部基板と対向する主面９１ｂには、低背化が困難な電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが配置されず、低背化が容易な低雑音増幅器３０、ＰＡ制御回路８０、およびスイッチ４１〜４４が配置されているので、高周波モジュール１Ａ全体を低背化することが可能となる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが主面９１ａに配置され、低雑音増幅器３０が主面９１ｂに配置されている。これによれば、送信信号を増幅する電力増幅器１０Ａおよび２０Ａと、受信信号を増幅する低雑音増幅器３０とが両面に振り分けて配置されるので、送受信間のアイソレーションを向上できる。
また、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、モジュール基板９１を平面視した場合に、主面９１ｂ（第２主面）に配置された低雑音増幅器３０とＰＡ制御回路８０との間に、グランド電位に設定された外部接続端子１５０が配置されている。
これによれば、受信回路の受信感度に大きく影響する低雑音増幅器３０と、ディジタル制御信号を入出力するＰＡ制御回路８０との間に、グランド電極として適用される外部接続端子１５０が複数配置されるので、ディジタルノイズによる受信感度の劣化を抑制できる。
また、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは、高周波モジュール１Ａが有する回路部品のなかで発熱量が大きい部品である。高周波モジュール１Ａの放熱性を向上させるには、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａの発熱を、小さな熱抵抗を有する放熱経路で外部基板に放熱することが重要である。仮に、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを主面９１ｂに実装した場合、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａに接続される電極配線は主面９１ｂ上に配置される。このため、放熱経路としては、主面９１ｂ上の（ｘｙ平面方向に沿う）平面配線パターンのみを経由した放熱経路を含むこととなる。上記平面配線パターンは、金属薄膜で形成されるため熱抵抗が大きい。このため、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを主面９１ｂ上に配置した場合には、放熱性が低下してしまう。
これに対して、本実施例に係る高周波モジュール１Ａは、図３Ｂに示すように、主面９１ａにて電力増幅器１０Ａのグランド電極に接続され、主面９１ａから主面９１ｂに到る放熱用ビア導体９５Ｖをさらに備える。また、放熱用ビア導体９５Ｖは、主面９１ｂにて複数の外部接続端子１５０のうちグランド電位に設定された外部接続端子１５０と接続されている。
これによれば、電力増幅器１０Ａを主面９１ａに実装した場合、放熱用ビア導体９５Ｖを介して、電力増幅器１０Ａと外部接続端子１５０とを接続できる。よって、電力増幅器１０Ａの放熱経路として、モジュール基板９１内の配線のうち熱抵抗の大きいｘｙ平面方向に沿う平面配線パターンのみを経由した放熱経路を排除できる。よって、電力増幅器１０Ａからの外部基板への放熱性が向上した小型の高周波モジュール１Ａを提供することが可能となる。
なお、図３Ｂでは、電力増幅器１０Ａ、放熱用ビア導体９５Ｖ、および外部接続端子１５０が接続されている構成を例示したが、高周波モジュール１Ａは、電力増幅器２０Ａ、放熱用ビア導体９５Ｖ、および外部接続端子１５０が接続された構成を有していてもよい。これにより、電力増幅器２０Ａからの外部基板への放熱性が向上した小型の高周波モジュール１Ａを提供することが可能となる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、出力トランス１５および２５は、主面９１ａに配置されているが、出力トランス１５および２５は、主面９１ｂに配置されてもよく、また、モジュール基板９１に内蔵されていてもよい。出力トランス１５および２５が、モジュール基板９１に内蔵されている場合には、出力トランス１５および２５を構成するインダクタは、例えば、モジュール基板９１の導電パターンで形成された平面コイルである。このような、出力トランス１５および２５の配置構成において、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのそれぞれは、出力トランス１５および２５と重ならないことが望ましい。
出力トランス１５および２５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが近接することで出力トランス１５および２５により形成される磁界が変化しないことが望ましい。上記領域に電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが成されていないことにより、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、出力トランス１５および２５は主面９１ａに配置され、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５と重なる主面９１ｂ上の領域、および、出力トランス２５と重なる主面９１ｂ上の領域には、回路部品は配置されていないことが望ましい。出力トランス１５および２５は、例えば、複数のインダクタが内蔵されたチップ状の表面実装素子である。さらには、出力トランス１５および２５は、例えば、インダクタなどの受動素子がＳｉ基板の内部または表面に集積実装された集積型受動素子（ＩＰＤ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）であってもよい。出力トランス１５および２５がＩＰＤである場合には、高周波モジュール１Ａの小型化を促進できる。
出力トランス１５および２５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、他の回路部品が近接することで出力トランス１５および２５により形成される磁界が変化しないことが望ましい。上記領域に回路部品が形成されていないことにより、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
さらに、モジュール基板９１を平面視した場合、モジュール基板９１における領域であって出力トランス１５および２５の形成領域と重なる領域には、グランド電極層は形成されていないことが望ましい。これによれば、出力トランス１５および２５とグランド電極との距離を大きく確保することが可能となるため、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
なお、出力トランス１５および２５の形成領域は、以下のように定義される。なお、以下では、出力トランス１５の形成領域について示すが、出力トランス２５の形成領域についても出力トランス１５の形成領域と同様に定義されるため、出力トランス２５の形成領域の定義については省略する。
出力トランス１５の形成領域とは、モジュール基板９１を平面視した場合、一次側コイル１５ａの形成領域と二次側コイル１５ｂの形成領域とを包含する最小領域である。
ここで、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、一次側コイル１５ａとの第１距離が略一定の区間に配置された配線導体と定義される。このとき、上記区間の両側に位置する配線導体は、一次側コイル１５ａとの距離が第１距離よりも大きい第２距離であり、二次側コイル１５ｂの一端および他端は、配線導体の一次側コイル１５ａまでの距離が第１距離から第２距離へ変化する地点である。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、二次側コイル１５ｂとの第１距離が略一定の区間に配置された配線導体と定義される。このとき、上記区間の両側に位置する配線導体は、二次側コイル１５ｂとの距離が第１距離よりも大きい第２距離であり、一次側コイル１５ａの一端および他端は、配線導体の二次側コイル１５ｂまでの距離が第１距離から第２距離へ変化する地点である。
あるいは、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、線幅が略一定の第１幅を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、線幅が略一定の第１幅を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。
あるいは、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、膜厚が略一定の第１膜厚を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、膜厚が略一定の第１膜厚を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。
あるいは、二次側コイル１５ｂは、一次側コイル１５ａに沿って設けられ、一次側コイル１５ａとの結合度が略一定の第１結合度を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。また、一次側コイル１５ａは、二次側コイル１５ｂに沿って設けられ、二次側コイル１５ｂとの結合度が略一定の第１結合度を有する第１区間に配置された配線導体と定義される。
図４Ａは、変形例１に係る高周波モジュール１Ｄにおける出力トランス１５の配置を示す断面構成概略図である。同図には、変形例１に係る高周波モジュール１Ｄの断面構成のうち、出力トランス１５の配置が記載されている。なお、高周波モジュール１Ｄが備える出力トランス１５および２５以外の回路部品の配置構成は、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じである。高周波モジュール１Ｄにおいて、出力トランス１５および２５は、主面９１ｂに配置されている。この場合には、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５の形成領域と重なる主面９１ａの領域には回路部品は配置されていないことが望ましい。
この構成によれば、主面９１ａの上記領域に回路部品が配置されていないので、出力トランス１５および２５のインダクタのＱ値が低下することを抑制できる。
図４Ｂは、変形例２に係る高周波モジュール１Ｅにおける出力トランス１５の配置を示す断面構成概略図である。同図には、変形例２に係る高周波モジュール１Ｅの断面構成のうち、出力トランス１５の配置が記載されている。なお、高周波モジュール１Ｅが備える出力トランス１５および２５以外の回路部品の配置構成は、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じである。高周波モジュール１Ｅにおいて、出力トランス１５および２５は、主面９１ａと主面９１ｂとの間のモジュール基板９１の内部であって主面９１ａに近く形成されている。この場合には、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５の形成領域と重複する主面９１ａの領域には回路部品は配置されておらず、出力トランス１５および２５の形成領域と重複する主面９１ｂの領域には回路部品（図示せず）は配置されていてもよい。
この場合であっても、出力トランス１５および２５により近接する主面９１ａの上記領域に回路部品が配置されていないので、出力トランス１５および２５のインダクタのＱ値が低下することを抑制できる。
図４Ｃは、変形例３に係る高周波モジュール１Ｆにおける出力トランス１５の配置を示す断面構成概略図である。同図には、変形例３に係る高周波モジュール１Ｆの断面構成のうち、出力トランス１５の配置が記載されている。なお、高周波モジュール１Ｆが備える出力トランス１５および２５以外の回路部品の配置構成は、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じである。高周波モジュール１Ｆにおいて、出力トランス１５および２５は、主面９１ａと主面９１ｂとの間のモジュール基板９１の内部であって主面９１ｂに近く形成されている。この場合には、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５の形成領域と重複する主面９１ｂの領域には回路部品は配置されておらず、出力トランス１５および２５の形成領域と重複する主面９１ａの領域には回路部品（図示せず）は配置されていてもよい。
この場合であっても、出力トランス１５および２５により近接する主面９１ｂの上記領域に回路部品が配置されていないので、出力トランス１５および２５のインダクタのＱ値が低下することを抑制できる。
なお、図４Ｂに示された高周波モジュール１Ｅ、および、図４Ｃに示された高周波モジュール１Ｆにおいて、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５および２５と重なる主面９１ａ上の領域および主面９１ｂ上の領域の双方には、回路部品は配置されていないことが、より望ましい。
これによれば、出力トランス１５および２５のインダクタのＱ値が低下することを、より一層抑制できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが主面９１ａに配置され、ＰＡ制御回路８０が主面９１ｂに配置されたが、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが主面９１ｂに配置され、ＰＡ制御回路８０が主面９１ａに配置されてもよい。これによっても、電力増幅器１０Ａおよび２０ＡとＰＡ制御回路８０とが両面実装されるので、高周波モジュール１Ａを小型化できる。また、ディジタル制御信号を入出力するＰＡ制御回路８０と、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａとが、モジュール基板９１を挟んで配置されるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａがディジタルノイズを受けることを抑制できる。よって、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、ＰＡ制御回路８０、スイッチ４１および４２は、１つの半導体ＩＣ７０に含まれており、半導体ＩＣ７０は、主面９１ｂに配置されている。これにより、送信増幅回路１０および２０に接続されるＰＡ制御回路８０、スイッチ４１および４２が近接するので、高周波モジュール１Ａを小型化できる。また、ＰＡ制御回路８０とスイッチ４１を結ぶ制御配線、および、ＰＡ制御回路８０とスイッチ４２を結ぶ制御配線を短くできるので、当該制御配線からのノイズの発生を抑制できる。
なお、半導体ＩＣ７０は、スイッチ４１および４２の少なくとも一方を含まなくてもよい。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ａでは、低雑音増幅器３０、スイッチ４３および４４は、１つの半導体ＩＣ７５に含まれており、半導体ＩＣ７５は、主面９１ｂに配置されている。これにより、受信経路に配置される低雑音増幅器３０、スイッチ４３および４４が近接するので、高周波モジュール１Ａを小型化できる。
なお、半導体ＩＣ７５は、スイッチ４３および４４の少なくとも一方を含まなくてもよい。
なお、外部接続端子１５０は、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、樹脂部材９３をｚ軸方向に貫通する柱状電極であってもよいし、また、図５に示された、変形例４に係る高周波モジュール１Ｂのように、外部接続端子１５０は、主面９１ｂ上に形成されたバンプ電極１６０であってもよい。この場合には、主面９１ｂ側の樹脂部材９３はなくてもよい。
また、実施例１に係る高周波モジュール１Ａおよび変形例１〜３に係る高周波モジュール１Ｄ〜１Ｆにおいて、外部接続端子１５０は、主面９１ａに配置されていてもよい。また、変形例４に係る高周波モジュール１Ｂにおいて、バンプ電極１６０は、主面９１ａに配置されていてもよい。
［３．実施例２に係る高周波モジュール１Ｃの回路素子配置構成］
図６は、実施例２に係る高周波モジュール１Ｃの平面構成概略図である。なお、図６の（ａ）には、モジュール基板９１の互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂのうち、主面９１ａをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置図が示されている。一方、図６の（ｂ）には、主面９１ｂをｚ軸正方向側から見た場合の回路素子の配置を透視した図が示されている。
実施例２に係る高周波モジュール１Ｃは、実施の形態に係る高周波モジュール１を構成する各回路素子の配置構成を具体的に示したものである。
本実施例に係る高周波モジュール１Ｃは、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと比較して、半導体ＩＣ７０の配置構成のみが異なる。以下、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃについて、実施例１に係る高周波モジュール１Ａと同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図６に示すように、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃでは、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａ、出力トランス１５および２５、デュプレクサ６１、６２および６３、ならびに整合回路５１、５２、５３および５４は、モジュール基板９１の主面９１ａ（第１主面）に配置されている。一方、ＰＡ制御回路８０、低雑音増幅器３０、スイッチ４１、４２、４３および４４は、モジュール基板９１の主面９１ｂ（第２主面）に配置されている。
すなわち、本実施例では、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは、主面９１ａ（第１主面）に配置されている。一方、ＰＡ制御回路８０は、主面９１ｂ（第２主面）に実装されている。
また、電力増幅器１０Ａは、通信バンドＡおよびＢを含む第１周波数帯域の送信信号を増幅する第１電力増幅器の一例であり、電力増幅器２０Ａは、通信バンドＣを含む第２周波数帯域の送信信号を増幅する第２電力増幅器の一例である。本実施例では、第１周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）は、第２周波数帯域（通信バンドＡおよびＢ）よりも低周波数側に位置している。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃにおいて、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なり、かつ、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とは重なっていない。
電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのうち、より高周波の送信信号を増幅する電力増幅器２０Ａのほうが、消費電力が大きい。よって、電力増幅器２０Ａと重なる主面９１ｂの領域には、放熱用ビア導体９５Ｖなどの放熱部材が配置されることが望ましい。一方、電力増幅器１０Ａおよび２０ＡとＰＡ制御回路８０とを結ぶ制御配線からのノイズの発生を抑制するという観点から、当該制御配線はより短いことが望ましい。
上記構成によれば、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とが少なくとも一部重なることで上記制御配線を短くでき、また、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とが重ならないことで電力増幅器２０Ａの放熱性を向上させつつＰＡ制御回路８０が電力増幅器２０Ａからの放熱によるダメージを受けることを回避できる。
また、本実施例に係る高周波モジュール１Ｃにおいて、図６に示すように、出力トランス１５は出力トランス２５よりも大きい。なお、出力トランス１５は出力トランス２５よりも大きい、とは、出力トランス１５の体積が、出力トランス２５の体積よりも大きいことを指す。出力トランス１５および２５の上記体積の大小関係において、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なり、かつ、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とは重なっていない。
電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのうち、より高周波の送信信号を出力する出力トランス２５のほうが、体積が小さい。上記構成によれば、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とが少なくとも一部重なることで上記制御配線を短くでき、また、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とが重ならないことで電力増幅器２０Ａの放熱性を向上させつつＰＡ制御回路８０が電力増幅器２０Ａからの放熱によるダメージを受けることを回避できる。
［４．効果など］
以上、本実施の形態に係る高周波モジュール１は、互いに対向する主面９１ａおよび９１ｂを有するモジュール基板９１と、第１周波数帯域の送信信号を増幅する電力増幅器１０Ａと、第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の送信信号を増幅する電力増幅器２０Ａと、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを制御するＰＡ制御回路８０と、を備え、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａは主面９１ａに配置されており、ＰＡ制御回路８０は主面９１ｂに配置されている。
これによれば、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａと、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａを制御するＰＡ制御回路８０とが両面実装されるので、高周波モジュール１を小型化できる。また、ディジタル制御信号を入出力するＰＡ制御回路８０と、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａとが、モジュール基板９１を挟んで配置されるので、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａがディジタルノイズを受けることを抑制できる。よって、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａから出力される高周波信号の信号品質の劣化を抑制できる。
また、高周波モジュール１は、さらに、主面９１ｂに配置された複数の外部接続端子１５０を備えてもよい。
これにより、主面９１ａおよび９１ｂのうち、外部基板と対向する主面９１ｂには、低背化が困難な電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが配置されず、低背化が容易なＰＡ制御回路８０が配置されているので、高周波モジュール１全体を低背化することが可能となる。
また、高周波モジュール１は、さらに、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａの少なくとも一方のグランド電極に接続され、主面９１ａから主面９１ｂに到る放熱用ビア導体９５Ｖを備え、放熱用ビア導体９５Ｖは、主面９１ｂにて複数の外部接続端子１５０のうちグランド電位に設定された外部接続端子と接続されていてもよい。
これによれば、電力増幅器１０Ａを主面９１ａに実装した場合、放熱用ビア導体９５Ｖを介して、電力増幅器１０Ａと外部接続端子１５０とを接続できる。よって、電力増幅器１０Ａの放熱経路として、モジュール基板９１内の配線のうち熱抵抗の大きいｘｙ平面方向に沿う平面配線パターンのみを経由した放熱経路を排除できる。よって、電力増幅器１０Ａからの外部基板への放熱性が向上した小型の高周波モジュール１を提供することが可能となる。
また、高周波モジュール１は、さらに、主面９１ｂに配置された、受信信号を増幅する低雑音増幅器３０を備え、モジュール基板９１を平面視した場合に、ＰＡ制御回路８０と低雑音増幅器３０との間に、複数の外部接続端子１５０のうちグランド電位に設定された外部接続端子が配置されていてもよい。
これによれば、受信回路の受信感度に大きく影響する低雑音増幅器３０と、ディジタル制御信号を入出力するＰＡ制御回路８０との間に、グランド電極として適用される外部接続端子１５０が複数配置されるので、ディジタルノイズによる受信感度の劣化を抑制できる。
また、高周波モジュール１Ａにおいて、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なり、かつ、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なっていてもよい。
これによれば、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とを結ぶ制御配線、および、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とを結ぶ制御配線を短くできるので、当該制御配線からのノイズの発生を抑制できる。
また、高周波モジュール１Ｃにおいて、第１周波数帯域は第２周波数帯域よりも低周波数側に位置し、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なり、かつ、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とは重なっていなくてもよい。
電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのうち、より高周波の送信信号を増幅する電力増幅器２０Ａのほうが、消費電力が大きい。よって、電力増幅器２０Ａと重なる主面９１ｂの領域には、放熱用ビア導体９５Ｖなどの放熱部材が配置されることが望ましい。上記構成によれば、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とが少なくとも一部重なることで上記制御配線を短くでき、また、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とが重ならないことで電力増幅器２０Ａの放熱性を向上させつつＰＡ制御回路８０が電力増幅器２０Ａからの放熱によるダメージを受けることを回避できる。
また、高周波モジュール１において、電力増幅器１０Ａは増幅素子１２および１３を有し、電力増幅器２０Ａは増幅素子２２および２３を有し、高周波モジュール１は、さらに、一次側コイル１５ａおよび二次側コイル１５ｂを有する出力トランス１５と、一次側コイル２５ａおよび二次側コイル２５ｂを有する出力トランス２５と、を備え、一次側コイル１５ａの一端は増幅素子１２の出力端子に接続され、一次側コイル１５ａの他端は増幅素子１３の出力端子に接続され、二次側コイル１５ｂの一端は、電力増幅器１０Ａの出力端子に接続されており、一次側コイル２５ａの一端は増幅素子２２の出力端子に接続され、一次側コイル２５ａの他端は増幅素子２３の出力端子に接続され、二次側コイル２５ｂの一端は、電力増幅器２０Ａの出力端子に接続されており、電力増幅器１０Ａおよび出力トランス１５は送信増幅回路１０を構成しており、電力増幅器２０Ａおよび出力トランス２５は送信増幅回路２０を構成していてもよい。
これによれば、増幅素子１２および１３が反転位相にて動作するので送信増幅回路１０の電力利得（パワーゲイン）の低下を抑制することが可能となる。また、増幅素子２２および２３が反転位相にて動作するので送信増幅回路２０の電力利得の低下を抑制することが可能となる。また、増幅素子１２および１３で増幅された非反転信号と反転信号とが合成され、増幅素子２２および２３で増幅された非反転信号と反転信号とが合成されるので、高周波モジュール１における高調波成分などの不要波を低減できる。
また、高周波モジュール１Ｂにおいて、出力トランス１５は出力トランス２５よりも大きく、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とは少なくとも一部重なり、かつ、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とは重なっていなくてもよい。
電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのうち、より高周波の送信信号を出力する出力トランス２５のほうが、体積が小さい。上記構成によれば、電力増幅器１０ＡとＰＡ制御回路８０とが少なくとも一部重なることで上記制御配線を短くでき、また、電力増幅器２０ＡとＰＡ制御回路８０とが重ならないことで電力増幅器２０Ａの放熱性を向上させつつＰＡ制御回路８０が電力増幅器２０Ａからの放熱によるダメージを受けることを回避できる。
また、高周波モジュール１において、モジュール基板９１を平面視した場合、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａのそれぞれは、出力トランス１５および２５と重ならなくてもよい。
出力トランス１５および２５は、高出力の送信信号に対応して高いＱ値を必要とするため、電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが近接することで出力トランス１５および２５により形成される磁界が変化しないことが望ましい。上記構成によれば、上記領域に電力増幅器１０Ａおよび２０Ａが成されていないことにより、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、高周波モジュール１において、出力トランス１５および２５は主面９１ａに配置され、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５と重なる主面９１ｂ上の領域、および、出力トランス２５と重なる主面９１ｂ上の領域には、回路部品は配置されていなくてもよい。
これによれば、主面９１ｂの上記領域に回路部品が配置されていないので、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、高周波モジュール１において、出力トランス１５および２５は主面９１ｂに配置され、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５と重なる主面９１ａ上の領域、および、出力トランス２５と重なる主面９１ａ上の領域には、回路部品は配置されていなくてもよい。
これによれば、主面９１ａの上記領域に回路部品が配置されていないので、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、高周波モジュール１において、出力トランス１５および２５は主面９１ａと主面９１ｂとの間のモジュール基板９１の内部に形成されており、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５と重複する主面９１ａ上の領域および主面９１ｂ上の領域、ならびに、出力トランス２５と重複する主面９１ａ上の領域および主面９１ｂ上の領域には、回路部品は配置されていなくてもよい。
これによれば、主面９１ａおよび主面９１ｂの上記領域に回路部品が配置されていないので、出力トランス１５および２５を構成するインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、高周波モジュール１において、出力トランス１５および２５は、主面９１ａと主面９１ｂとの間のモジュール基板９１の内部であって主面９１ａおよび主面９１ｂの一方に近く形成されており、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５と重複する主面９１ａおよび主面９１ｂの一方の領域、ならびに、出力トランス２５と重複する主面９１ａおよび主面９１ｂの一方の領域には、回路部品は配置されておらず、モジュール基板９１を平面視した場合に、出力トランス１５と重複する主面９１ａおよび主面９１ｂの他方の領域、ならびに、出力トランス２５と重複する主面９１ａおよび主面９１ｂの他方の領域には、回路部品は配置されていてもよい。
この場合であっても、出力トランス１５および２５により近接する主面９１ａおよび主面９１ｂの一方の領域に回路部品が配置されていないので、出力トランス１５および２５のインダクタの高Ｑ値を維持できる。
また、通信装置５は、アンテナ２と、アンテナ２で送受信される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する高周波モジュール１と、を備える。
これにより、マルチバンド化に対応した小型の通信装置５を提供することが可能となる。
（その他の実施の形態など）
以上、本発明の実施の形態に係る高周波モジュールおよび通信装置について、実施の形態、実施例および変形例を挙げて説明したが、本発明に係る高周波モジュールおよび通信装置は、上記実施の形態、実施例および変形例に限定されるものではない。上記実施の形態、実施例および変形例における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施の形態や、上記実施の形態、実施例および変形例に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、上記高周波モジュールおよび通信装置を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態、実施例および変形例に係る高周波モジュールおよび通信装置において、図面に開示された各回路素子および信号経路を接続する経路の間に、別の回路素子および配線などが挿入されていてもよい。
本発明は、マルチバンド対応のフロントエンド部に配置される高周波モジュールとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 高周波モジュール
２ アンテナ
３ ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）
４ ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ）
５ 通信装置
１０、２０ 送信増幅回路
１０Ａ、２０Ａ 電力増幅器
１１、１２、１３、２１、２２、２３ 増幅素子
１４、２４ 段間トランス
１４ａ、１５ａ、２４ａ、２５ａ 一次側コイル
１４ｂ、１５ｂ、２４ｂ、２５ｂ 二次側コイル
１５、２５ 出力トランス
１６、２６ キャパシタ
３０ 低雑音増幅器
４１、４２、４３、４４ スイッチ
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ 共通端子
４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ 選択端子
５１、５２、５３、５４ 整合回路
６１、６２、６３ デュプレクサ
６１Ｒ、６２Ｒ、６３Ｒ 受信フィルタ
６１Ｔ、６２Ｔ、６３Ｔ 送信フィルタ
７０、７５ 半導体ＩＣ
８０ ＰＡ制御回路
９１ モジュール基板
９１ａ、９１ｂ 主面
９２、９３ 樹脂部材
９５Ｖ 放熱用ビア導体
１００ アンテナ接続端子
１１１、１１２、１２１、１２２ 送信入力端子
１１５、１２５ 入力端子
１１６、１２６ 出力端子
１３０ 受信出力端子
１４０ 制御信号端子
１５０ 外部接続端子
１６０ バンプ電極

Claims (14)

  1. 互いに対向する第１主面および第２主面を有するモジュール基板と、
    第１周波数帯域の送信信号を増幅する第１電力増幅器と、
    前記第１周波数帯域と異なる第２周波数帯域の送信信号を増幅する第２電力増幅器と、
    前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器を制御する制御回路と、を備え、
    前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器は、前記第１主面に配置されており、
    前記制御回路は、前記第２主面に配置されている、
    高周波モジュール。
  2. さらに、前記第２主面に配置された複数の外部接続端子を備える、
    請求項１に記載の高周波モジュール。
  3. さらに、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器の少なくとも一方のグランド電極に接続され、前記第１主面から前記第２主面に到る放熱用ビア導体を備え、
    前記放熱用ビア導体は、前記第２主面にて前記複数の外部接続端子のうちグランド電位に設定された外部接続端子と接続されている、
    請求項２に記載の高周波モジュール。
  4. さらに、前記第２主面に配置された、受信信号を増幅する低雑音増幅器を備え、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記制御回路と前記低雑音増幅器との間に、前記複数の外部接続端子のうちグランド電位に設定された外部接続端子が配置されている、
    請求項２または３に記載の高周波モジュール。
  5. 前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１電力増幅器と前記制御回路とは少なくとも一部重なり、かつ、前記第２電力増幅器と前記制御回路とは少なくとも一部重なっている、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  6. 前記第１周波数帯域は、前記第２周波数帯域よりも低周波数側に位置し、
    前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１電力増幅器と前記制御回路とは少なくとも一部重なり、かつ、前記第２電力増幅器と前記制御回路とは重なっていない、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  7. 前記第１電力増幅器は、第１増幅素子および第２増幅素子を有し、
    前記第２電力増幅器は、第３増幅素子および第４増幅素子を有し、
    前記高周波モジュールは、さらに、
    第１コイルおよび第２コイルを有する第１出力トランスと、
    第３コイルおよび第４コイルを有する第２出力トランスと、を備え、
    前記第１コイルの一端は前記第１増幅素子の出力端子に接続され、前記第１コイルの他端は前記第２増幅素子の出力端子に接続され、前記第２コイルの一端は、前記第１電力増幅器の出力端子に接続されており、
    前記第３コイルの一端は前記第３増幅素子の出力端子に接続され、前記第３コイルの他端は前記第４増幅素子の出力端子に接続され、前記第４コイルの一端は、前記第２電力増幅器の出力端子に接続されており、
    前記第１電力増幅器および前記第１出力トランスは、第１送信増幅回路を構成しており、
    前記第２電力増幅器および前記第２出力トランスは、第２送信増幅回路を構成している、
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の高周波モジュール。
  8. 前記第１出力トランスは前記第２出力トランスよりも大きく、
    前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１電力増幅器と前記制御回路とは少なくとも一部重なり、かつ、前記第２電力増幅器と前記制御回路とは重なっていない、
    請求項７に記載の高周波モジュール。
  9. 前記モジュール基板を平面視した場合、前記第１電力増幅器および前記第２電力増幅器のそれぞれは、前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスと重ならない、
    請求項７または８に記載の高周波モジュール。
  10. 前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記第１主面に配置され、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記第１出力トランスと重なる前記第２主面上の領域、および、前記第２出力トランスと重なる前記第２主面上の領域には、回路部品は配置されていない、
    請求項９に記載の高周波モジュール。
  11. 前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記第２主面に配置され、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記第１出力トランスと重なる前記第１主面上の領域、および、前記第２出力トランスと重なる前記第１主面上の領域には、回路部品は配置されていない、
    請求項９に記載の高周波モジュール。
  12. 前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記第１主面と前記第２主面との間の前記モジュール基板の内部に形成されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記第１出力トランスと重複する前記第１主面上の領域および前記第２主面上の領域、ならびに、前記第２出力トランスと重複する前記第１主面上の領域および前記第２主面上の領域には、回路部品は配置されていない、
    請求項９に記載の高周波モジュール。
  13. 前記第１出力トランスおよび前記第２出力トランスは、前記第１主面と前記第２主面との間の前記モジュール基板の内部であって前記第１主面および前記第２主面の一方に近く形成されており、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記第１出力トランスと重複する前記第１主面および前記第２主面の前記一方の領域、ならびに、前記第２出力トランスと重複する前記第１主面および前記第２主面の前記一方の領域には、回路部品は配置されておらず、
    前記モジュール基板を平面視した場合に、前記第１出力トランスと重複する前記第１主面および前記第２主面の他方の領域、ならびに、前記第２出力トランスと重複する前記第１主面および前記第２主面の他方の領域には、回路部品は配置されている、
    請求項９に記載の高周波モジュール。
  14. アンテナと、
    前記アンテナで送受信される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、
    前記アンテナと前記ＲＦ信号処理回路との間で前記高周波信号を伝送する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の高周波モジュールと、を備える、
    通信装置。
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