特開 2023-171043 増幅回路及び通信装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023171043

(43)【公開日】2023-12-01

(54)【発明の名称】増幅回路及び通信装置

(51)【国際特許分類】

   H03G 3/20 20060101AFI20231124BHJP

   H03F 1/32 20060101ALI20231124BHJP

   H03F 1/02 20060101ALI20231124BHJP

   H04B 1/18 20060101ALI20231124BHJP

【ＦＩ】

H03G3/20 D

H03F1/32

H03F1/02

H04B1/18 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022083236

(22)【出願日】2022-05-20

(71)【出願人】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100189430

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100190805

【弁理士】

【氏名又は名称】傍島 正朗

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 大介

(72)【発明者】

【氏名】森河 直樹

【テーマコード（参考）】

5J100

5J500

5K062

【Ｆターム（参考）】

5J100JA01

5J100LA10

5J100QA01

5J100SA01

5J100SA02

5J500AA01

5J500AA41

5J500AA51

5J500AC21

5J500AC36

5J500AC41

5J500AC75

5J500AC81

5J500AF10

5J500AF11

5J500AF18

5J500AH29

5J500AH39

5J500AK12

5J500AK41

5J500AM20

5J500AS01

5J500AS13

5J500AS14

5J500AT01

5J500LV07

5J500LV08

5J500NG08

5J500NH15

5J500RF02

5K062AB01

5K062AD04

5K062BA01

5K062BB03

5K062BB09

(57)【要約】

【課題】信号の損失を低減する。
【解決手段】増幅回路１は、増幅経路９１に配置された低雑音増幅器１０と、低雑音増幅器１０をバイパスするバイパス経路９２に直列に接続されたスイッチ６１及び６２と、バイパス経路９２のスイッチ６１とスイッチ６２との間に少なくとも一端が接続されたキャパシタ７１と、バイパス経路９２とグランドとの間に接続されたスイッチ６３と、を備える。スイッチ６３は、スイッチ６１とスイッチ６２との間に接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１経路に配置された増幅器と、
前記増幅器をバイパスする第２経路に直列に接続された第１スイッチ及び第２スイッチと、
前記第２経路の前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に少なくとも一端が接続された第１キャパシタと、
前記第２経路とグランドとの間に接続された第３スイッチと、を備え、
前記第３スイッチは、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に接続されている、
増幅回路。

【請求項2】

前記第１キャパシタは、前記第２経路に直列に接続されている、
請求項１に記載の増幅回路。

【請求項3】

前記第２経路とグランドとの間に接続された第２キャパシタを備える、
請求項２に記載の増幅回路。

【請求項4】

前記第２キャパシタは、前記第１スイッチと前記第１キャパシタとの間に接続され、
前記第３スイッチは、前記第１キャパシタと前記第２スイッチとの間に接続されている、
請求項３に記載の増幅回路。

【請求項5】

前記第１経路とグランドとの間に接続された第４スイッチを備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載の増幅回路。

【請求項6】

前記増幅器の入力側で前記第１経路に直列に接続されるインダクタを備え、
前記第４スイッチは、前記インダクタと前記増幅器の入力端との間に接続されている、
請求項５に記載の増幅回路。

【請求項7】

前記第１経路の入力端子に接続されたスイッチ回路を備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載の増幅回路。

【請求項8】

前記スイッチ回路は、前記第１経路の前記入力端子に接続された共通端子と、複数の選択端子と、を含む、
請求項７に記載の増幅回路。

【請求項9】

前記複数の選択端子にそれぞれ接続された複数のフィルタを備える、
請求項８に記載の増幅回路。

【請求項10】

前記複数のフィルタはそれぞれ、弾性波フィルタである、
請求項９に記載の増幅回路。

【請求項11】

前記第１経路の入力端子に接続された弾性波フィルタを備える、
請求項１～４のいずれか１項に記載の増幅回路。

【請求項12】

前記増幅器は、前記第１経路を伝送される受信信号を増幅する低雑音増幅器である、
請求項１～４のいずれか１項に記載の増幅回路。

【請求項13】

請求項１～４のいずれか１項に記載の増幅回路と、
前記増幅回路で伝送される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、を備える、
通信装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、増幅回路及び通信装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、増幅器を含む増幅経路と、増幅器をバイパスするバイパス経路と、を備える増幅回路が開示されている。増幅経路及びバイパス経路の各々には、複数のスイッチが配置されている。特許文献１では、各スイッチのオン及びオフを切り替えることによって、増幅経路とバイパス経路との間のアイソレーション特性を向上することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－３５０１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示された増幅回路では、バイパス経路使用時のインピーダンス整合を十分にとることができず、信号の損失が発生するという問題がある。

【0005】

そこで、本発明は、信号の損失を低減することができる増幅回路及び通信装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る増幅回路は、第１経路に配置された増幅器と、増幅器をバイパスする第２経路に直列に接続された第１スイッチ及び第２スイッチと、第２経路の第１スイッチと第２スイッチとの間に少なくとも一端が接続された第１キャパシタと、第２経路とグランドとの間に接続された第３スイッチと、を備え、第３スイッチは、第１スイッチと第２スイッチとの間に接続されている。

【0007】

本発明の一態様に係る通信装置は、上記一態様に係る増幅回路と、増幅回路で伝送される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、信号の損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施の形態に係る増幅回路及び通信装置の回路構成図である。

【図2】図２は、実施の形態に係る増幅回路の増幅モードの回路状態を示す回路構成図である。

【図3】図３は、実施の形態に係る増幅回路のバイパスモードの回路状態を示す回路構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下では、本発明の実施の形態に係る増幅回路及び通信装置について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、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、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態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。

【0011】

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、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ており、重複する説明は省略又は簡略化する。

【0012】

また、本明細書において、「接続される」とは、接続端子及び／又は配線導体で直接接続される場合だけでなく、他の回路素子を介して電気的に接続される場合も含む。また、「ＡとＢとの間に接続される」とは、ＡとＢとの間でＡ及びＢの両方に接続されることを意味する。また、本明細書において、「経路に直列に接続される」は、経路の入力端子と出力端子との間に直列に接続されることを意味する。例えば、「経路に直列に接続されたＣ及びＤ」は、経路の入力端子と出力端子との間にＣ及びＤが直列に接続されていることを意味する。

【0013】

また、本明細書において、「第１」、「第２」などの序数詞は、特に断りの無い限り、構成要素の数又は順序を意味するものではなく、同種の構成要素の混同を避け、区別する目的で用いられている。

【0014】

また、本明細書において、「送信経路」とは、高周波送信信号を伝送する配線、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など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、高周波受信信号を伝送する配線、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など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の双方を伝送する配線、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などで構成された伝送線路であることを意味する。また、「ＡとＢとを結ぶ経路」とは、「Ａ」及び「Ｂ」の両端を含み、「Ａ」と「Ｂ」との間を接続する伝送経路を意味する。

【0015】

（実施の形態）
［１．増幅回路１及び通信装置４の構成］
本実施の形態に係る増幅回路１及び通信装置４の回路構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る増幅回路１及び通信装置４の回路構成図である。

【0016】

［１．１ 通信装置４の回路構成］
まず、本実施の形態に係る通信装置４の回路構成について説明する。図１に示される通信装置４は、通信システムで用いられる装置であり、例えばスマートフォン又はタブレットコンピュータなどの携帯端末である。図１に示すように、通信装置４は、増幅回路１と、アンテナ２と、ＲＦ信号処理回路（ＲＦＩＣ）３と、を備える。

【0017】

増幅回路１は、アンテナ２とＲＦＩＣ３との間で高周波信号を伝送する。本実施の形態では、増幅回路１は、高周波信号の一例である受信信号を伝送するが、これに限定されない。増幅回路１は、高周波信号の一例である送信信号を伝送してもよい。増幅回路１の詳細な回路構成については後述する。

【0018】

アンテナ２は、増幅回路１のアンテナ接続端子１００に接続され、外部から高周波信号を受信して増幅回路１へ出力する。アンテナ２は、増幅回路１から出力された高周波信号を送信してもよい。

【0019】

ＲＦＩＣ３は、高周波信号を処理する信号処理回路の一例である。具体的には、ＲＦＩＣ３は、増幅回路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ベースバンド信号処理回路（ＢＢＩＣ、図示せず）へ出力する。また、ＲＦＩＣ３は、ＢＢＩＣ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、増幅回路１の送信経路に出力してもよい。また、ＲＦＩＣ３は、増幅回路１が有するスイッチ、増幅器及びバイアス回路などを制御する制御部を有する。ＲＦＩＣ３の制御部は、例えば、増幅回路１が有する各増幅器に供給される電源電圧及びバイアス電圧を制御する。

【0020】

なお、ＲＦＩＣ３の制御部としての機能の一部又は全部は、ＲＦＩＣ３の外部に実装されてもよく、例えば、ＢＢＩＣ又は増幅回路１に実装されてもよい。

【0021】

図１に示された通信装置４の回路構成は、例示であり、これに限定されない。例えば、通信装置４は、アンテナ２を備えなくてもよい。あるいは、通信装置４は、複数のアンテナ２を備えてもよい。

【0022】

［１．２ 増幅回路１の回路構成］
次に、本実施の形態に係る増幅回路１の回路構成について説明する。

【0023】

図１に示すように、増幅回路１は、低雑音増幅器１０と、スイッチ回路２０、３０及び４０と、フィルタ５１、５２、５３及び５４と、スイッチ６１、６２、６３及び６４と、キャパシタ７１及び７２と、インダクタ８０と、を備える。また、増幅回路１は、増幅経路９１と、バイパス経路９２と、アンテナ接続端子１００と、高周波出力端子１１０と、を備える。

【0024】

アンテナ接続端子１００は、増幅回路１の入力端子であり、アンテナ２に接続されている。アンテナ接続端子１００には、アンテナ２で受信された受信信号が入力される。

【0025】

高周波出力端子１１０は、増幅回路１の出力端子であり、ＲＦＩＣ３に接続されている。高周波出力端子１１０からは、増幅回路１を伝送された受信信号が出力される。

【0026】

増幅回路１では、アンテナ接続端子１００に入力された高周波信号（受信信号）は、増幅経路９１及びバイパス経路９２のいずれかを通って、高周波出力端子１１０から出力される。言い換えると、増幅回路１は、高周波信号の伝送経路として、増幅経路９１及びバイパス経路９２を備えている。

【0027】

増幅経路９１は、第１経路の一例であり、低雑音増幅器１０が配置されている。本実施の形態では、増幅経路９１は、スイッチ回路３０の端子３０ａとスイッチ回路４０の端子４０ｃとを結ぶ経路である。なお、スイッチ回路３０及び４０が設けられていない場合には、増幅経路９１は、ノードＮ１と低雑音増幅器１０の出力とを結ぶ経路とみなしてもよい。ノードＮ１は、増幅経路９１とバイパス経路９２との分岐点である。

【0028】

増幅経路９１の入力端子は、ノードＮ１、端子３０ａ、又は、ノードＮ１と端子３０ａとを結ぶ経路上の任意の位置とみなすことができる。増幅経路９１の出力端子は、低雑音増幅器１０の出力端、端子４０ｃ、又は、低雑音増幅器１０の出力端と端子４０ｃとを結ぶ経路上の任意の位置とみなすことができる。

【0029】

バイパス経路９２は、第２経路の一例であり、低雑音増幅器１０をバイパスする経路である。すなわち、バイパス経路９２は、増幅回路１を伝送される高周波信号（受信信号）を、低雑音増幅器１０を通過させずに出力するための経路である。バイパス経路９２は、増幅経路９１の低雑音増幅器１０に対して並列に接続されている。

【0030】

具体的には、バイパス経路９２は、ノードＮ１とスイッチ回路４０の端子４０ｂとを結ぶ経路である。ノードＮ１は、スイッチ回路３０の端子３０ａであってもよい。なお、スイッチ回路４０が設けられていない場合には、バイパス経路９２は、ノードＮ１とスイッチ６２の端部（ノードＮ１側の端部とは反対側の端部）とを結ぶ経路とみなしてもよい。バイパス経路９２の入力端子は、ノードＮ１である。バイパス経路９２の出力端子は、スイッチ６２の端部（ノードＮ１側の端部とは反対側の端部）、端子４０ｂ、又は、スイッチ６２の端部（ノードＮ１側の端部とは反対側の端部）と端子４０ｂとを結ぶ経路上の任意の位置とみなすことができる。

【0031】

低雑音増幅器１０は、高周波信号を増幅する増幅器の一例であり、増幅経路９１に配置されている。本実施の形態では、低雑音増幅器１０は、アンテナ接続端子１００から入力され、増幅経路９１を伝送される受信信号を増幅する。低雑音増幅器１０の入力端は、インダクタ８０を介してスイッチ回路３０の端子３０ａに接続されている。低雑音増幅器１０の出力端は、スイッチ回路４０の端子４０ｃに接続されている。

【0032】

スイッチ回路２０は、アンテナ接続端子１００と複数のフィルタ５１、５２、５３及び５４との間に接続されている。スイッチ回路２０は、端子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ及び２０ｅを有する。端子２０ａは、共通端子であり、アンテナ接続端子１００に接続されている。端子２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ及び２０ｅはそれぞれ、選択端子であり、対応するフィルタに接続されている。スイッチ回路２０は、端子２０ａと端子２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ及び２０ｅの各々との接続（導通）及び非接続（非導通）を切り替える。スイッチ回路２０は、複数のＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子によって実現される。

【0033】

スイッチ回路３０は、複数のフィルタ５１、５２、５３及び５４と増幅経路９１との間に接続されている。スイッチ回路３０は、端子３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅを有する。端子３０ａは、共通端子であり、増幅経路９１の入力端子に接続されている。端子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅはそれぞれ、選択端子である。スイッチ回路３０は、端子３０ａと端子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅの各々との接続（導通）及び非接続（非導通）を切り替える。スイッチ回路３０は、複数のＦＥＴなどのスイッチング素子によって実現される。

【0034】

スイッチ回路４０は、増幅経路９１及びバイパス経路９２と高周波出力端子１１０との間に接続されている。スイッチ回路４０は、端子４０ａ、４０ｂ及び４０ｃを有する。端子４０ａは、共通端子である。端子４０ｂ及び４０ｃはそれぞれ、選択端子である。スイッチ回路４０は、端子４０ａと端子４０ｂ及び４０ｃの各々との接続（導通）及び非接続（非導通）を切り替える。スイッチ回路４０は、複数のＦＥＴなどのスイッチング素子によって実現される。

【0035】

フィルタ５１、５２、５３及び５４はそれぞれ、所定の通信バンドのダウンリンク動作バンドを通過帯域に含む受信用フィルタである。フィルタ５１、５２、５３及び５４の各々の通過帯域は、互いに異なっている。

【0036】

通信バンドは、例えば、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）バンド又はＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）バンドである。ＦＤＤバンド及びＴＤＤバンドは、無線アクセス技術（ＲＡＴ：Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いて構築される通信システムのために、標準化団体など（例えば３ＧＰＰ（登録商標）（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）など）によって予め定義された周波数バンドを意味する。本実施の形態では、通信システムとしては、例えば４Ｇ－ＬＴＥ（４ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ－Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システム、５Ｇ－ＮＲ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ－Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）システム、及びＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムなどを用いることができるが、これらに限定されない。

【0037】

フィルタ５１は、入力端がスイッチ回路２０の端子２０ｂに接続され、出力端がスイッチ回路３０の端子３０ｂに接続されている。フィルタ５２は、入力端がスイッチ回路２０の端子２０ｃに接続され、出力端がスイッチ回路３０の端子３０ｃに接続されている。フィルタ５３は、入力端がスイッチ回路２０の端子２０ｄに接続され、出力端がスイッチ回路３０の端子３０ｄに接続されている。フィルタ５４は、入力端がスイッチ回路２０の端子２０ｅに接続され、出力端がスイッチ回路３０の端子３０ｅに接続されている。

【0038】

フィルタ５１、５２、５３及び５４はそれぞれ、弾性波フィルタである。具体的には、フィルタ５１、５２、５３及び５４はそれぞれ、弾性波共振子を有するフィルタである。弾性波共振子は、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子、又は、ＢＡＷ（Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）共振子などである。弾性波フィルタは、容量性の構造を有する。

【0039】

本実施の形態では、増幅回路１が４つのフィルタ５１、５２、５３及び５４を備えるが、増幅回路１が備えるフィルタの数は、これに限定されず、１個～３個又は５個以上であってもよい。スイッチ回路２０及び３０の各々の選択端子の個数は、フィルタの数に応じて増減される。増幅回路１がフィルタを１個のみ備える場合、又は、フィルタを備えない場合、スイッチ回路２０及び３０は設けられていなくてもよい。この場合、増幅経路９１の入力端子は、アンテナ接続端子１００に１個のフィルタを介して接続、又は、アンテナ接続端子１００に直接接続されてもよい。

【0040】

スイッチ６１は、第１スイッチの一例であり、バイパス経路９２に直列に接続されている。スイッチ６１は、シリーズスイッチと称される。スイッチ６１の一端は、ノードＮ１に接続され、他端は、ノードＮ２に接続されている。ノードＮ２は、バイパス経路９２とグランドとを接続するシャント経路への分岐点であり、スイッチ６１とスイッチ６２との間に位置する。

【0041】

スイッチ６２は、第２スイッチの一例であり、バイパス経路９２に直列に接続されている。スイッチ６２は、シリーズスイッチと称される。スイッチ６２は、バイパス経路９２上でスイッチ６１と直列に接続されている。スイッチ６２の一端は、ノードＮ３に接続され、他端は、スイッチ回路４０の端子４０ｂに接続されている。ノードＮ３は、バイパス経路９２とグランドとを接続するシャント経路への分岐点であり、スイッチ６１とスイッチ６２との間に位置する。

【0042】

スイッチ６３は、第３スイッチの一例であり、バイパス経路９２とグランドとの間に接続されている。スイッチ６３は、シャントスイッチと称される。スイッチ６３の一端は、ノードＮ３に接続され、他端は、グランドに接続されている。本実施の形態では、スイッチ６３は、キャパシタ７１とスイッチ６２との間に接続されている。すなわち、スイッチ６３の一端が接続されるノードＮ３は、キャパシタ７１とスイッチ６２との間に位置している。

【0043】

スイッチ６４は、第４スイッチの一例であり、増幅経路９１とグランドとの間に接続されている。スイッチ６４は、シャントスイッチと称される。スイッチ６４の一端は、ノードＮ４に接続され、他端は、グランドに接続されている。ノードＮ４は、増幅経路９１とグランドとを接続するシャント経路への分岐点であり、ノードＮ１と低雑音増幅器１０の入力端との間に位置している。より具体的には、ノードＮ４は、インダクタ８０と低雑音増幅器１０の入力端との間に位置している。すなわち、スイッチ６４は、インダクタ８０と低雑音増幅器１０の入力端との間に接続されている。

【0044】

キャパシタ７１は、第１キャパシタの一例であり、バイパス経路９２のスイッチ６１とスイッチ６２との間に少なくとも一端が接続されている。キャパシタ７１は、バイパス経路９２に直列に接続されている。具体的には、キャパシタ７１の一端は、ノードＮ２（スイッチ６１の他端）に接続され、他端は、ノードＮ３（スイッチ６２の一端）に接続されている。

【0045】

キャパシタ７２は、第２キャパシタの一例であり、バイパス経路９２とグランドとの間に接続されている。キャパシタ７２の一端は、ノードＮ２に接続され、他端は、グランドに接続されている。本実施の形態では、キャパシタ７２は、スイッチ６１とキャパシタ７１との間に接続されている。すなわち、キャパシタ７２の一端が接続されるノードＮ２は、スイッチ６１とキャパシタ７１との間に位置している。

【0046】

インダクタ８０は、低雑音増幅器１０の入力側で増幅経路９１に直列に接続されている。具体的には、インダクタ８０の一端は、ノードＮ１に接続され、インダクタ８０の他端は、ノードＮ４に接続されている。

【0047】

図１に示された増幅回路１の回路構成は、例示であり、これに限定されない。例えば、スイッチ回路４０は設けられていなくてもよく、バイパス経路９２の出力端子は、増幅経路９１における低雑音増幅器１０の出力側に接続されていてもよい。また、例えば、増幅経路９１の出力端子及びバイパス経路９２の出力端子がそれぞれ、高周波出力端子１１０に直接接続されていてもよい。

【0048】

また、キャパシタ７１及び７２の一方が設けられていなくてもよい。また、インダクタ８０及びスイッチ６４が設けられていなくてもよい。

【0049】

［２．動作］
続いて、本実施の形態に係る増幅回路１の動作について説明する。

【0050】

本実施の形態に係る増幅回路１は、複数の動作モードを有する。複数の動作モードは、増幅モードと、バイパスモードとを含んでいる。以下では、図２及び図３を用いて、各動作モードを説明する。

【0051】

［２．１ 増幅モード］
図２は、本実施の形態に係る増幅回路１の増幅モードの回路状態を示す回路構成図である。

【0052】

増幅モードは、低雑音増幅器１０が高周波信号の増幅を行う動作モードである。具体的には、増幅モードでは、アンテナ２で受信されてアンテナ接続端子１００から入力された受信信号が増幅経路９１を伝送されて高周波出力端子１１０から出力される。

【0053】

図２に示すように、増幅モードでは、スイッチ６１、６２及び６４がオフ（非導通）になり、スイッチ６３がオン（導通）になる。また、スイッチ回路３０では、端子３０ａが端子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅのいずれかに接続される。図２では、フィルタ５４を通過する高周波信号を増幅する場合を例示しており、端子３０ａが端子３０ｅに接続されている。スイッチ回路４０では、端子４０ａが端子４０ｃに接続される。

【0054】

これにより、アンテナ接続端子１００から高周波出力端子１１０までの信号経路において、増幅経路９１が伝送経路として機能し、バイパス経路９２は伝送経路から切り離される。アンテナ接続端子１００から入力された受信信号は、増幅経路９１を伝送されて低雑音増幅器１０によって増幅されて高周波出力端子１１０から出力される。

【0055】

増幅モードでは、スイッチ６１及び６２がオフになり、かつ、スイッチ６３がオンになることにより、キャパシタ７１及び７２の各々をグランドに接続することができる。増幅モードでは、増幅経路９１に直列に接続されたインダクタ８０が、低雑音増幅器１０の入力インピーダンスの整合に利用される。

【0056】

また、増幅モードでは、スイッチ６１及び６２がオフされることにより、バイパス経路９２が増幅経路９１から切り離される。このため、バイパス経路９２への信号の流入が抑制されて信号の損失を低減することができる。また、スイッチ６３がオンされることにより、切り離されたバイパス経路９２をグランドに接続することができる。バイパス経路９２の電位を安定させることで、増幅経路９１に与える影響を抑制することができ、高周波信号のノイズを低減することができる。

【0057】

［２．２ バイパスモード］
図３は、本実施の形態に係る増幅回路１のバイパスモードの回路状態を示す回路構成図である。

【0058】

バイパスモードは、低雑音増幅器１０が高周波信号の増幅を行わない動作モードである。すなわち、バイパスモードでは、アンテナ２で受信されてアンテナ接続端子１００から入力された受信信号が、低雑音増幅器１０が配置されていないバイパス経路９２を伝送されて高周波出力端子１１０から出力される。

【0059】

図３に示すように、バイパスモードでは、スイッチ６１、６２及び６４がオン（導通）になり、スイッチ６３がオフ（非導通）になる。また、スイッチ回路３０では、端子３０ａが端子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅのいずれかに接続される。図３では、フィルタ５４を通過する高周波信号を増幅する場合を例示しており、端子３０ａが端子３０ｅに接続されている。スイッチ回路４０では、端子４０ａが端子４０ｂに接続される。

【0060】

これにより、アンテナ接続端子１００から高周波出力端子１１０までの信号経路において、バイパス経路９２が伝送経路として機能する。アンテナ接続端子１００から入力された受信信号は、低雑音増幅器１０によって増幅されることなく、バイパス経路９２を伝送されて高周波出力端子１１０から出力される。

【0061】

なお、低雑音増幅器１０は、図示しないバイアス供給回路からバイアスが供給された場合に動作し、バイアスが供給されない場合には動作しない。このため、バイパスモードでは、低雑音増幅器１０にはバイアスが供給されないように制御される。しかしながら、低雑音増幅器１０を完全にオフ状態にして信号の伝送を遮断することが難しく、低雑音増幅器１０を信号の一部が通過するおそれがある。すなわち、バイパス経路９２と増幅経路９１とのループ回路が形成される。

【0062】

この場合、増幅経路９１の出力端子からバイパス経路９２の出力端子へと信号の回り込みが発生するおそれがある。本実施の形態では、スイッチ回路４０が設けられていることにより、この回り込みを抑制することができるが、完全に回り込みを遮断できない場合が起こりうる。この場合、バイパス経路９２を伝送される受信信号の損失又はノイズの発生が起こりうる。

【0063】

これに対して、バイパスモードでは、スイッチ６４がオンされることにより、バイパス経路９２から漏れた信号をグランドに伝送させることができ、低雑音増幅器１０に入力されないようにすることができる。すなわち、バイパス経路９２と増幅経路９１とのループ回路を切断することができる。よって、バイパス経路９２を伝送される信号の損失を抑制することができる。

【0064】

また、スイッチ６４がオンされた場合、インダクタ８０は、ノードＮ１とグランドとに接続されて、バイパス経路９２に対するシャントインダクタとして機能する。これにより、バイパス経路９２のインピーダンスを整合させることができる。

【0065】

［２．３ 動作モードの切り替え］
複数の動作モードの切り替えは、例えば、ＲＦＩＣ３又は図示しない制御部によって行われる。例えば、増幅モード及びバイパスモードは、増幅回路１を伝送される高周波信号の電力に応じて切り替えられる。

【0066】

具体的には、高周波信号の電力が所定値より小さい場合、増幅モードが実行される。これにより、低雑音増幅器１０が微弱な高周波信号を増幅して、高周波出力端子１１０からＲＦＩＣ３に出力することができる。

【0067】

高周波信号の電力が所定値より大きい場合、バイパスモードが実行される。例えば、通信装置４が基地局に近い場合には、強い受信信号（電力が大きい受信信号）を受信することがある。この場合、低雑音増幅器１０が受信信号を増幅した場合、受信信号が歪むおそれがある。電力が大きい受信信号を、バイパス経路９２を伝送させることで、増幅による信号の歪の発生を避けることができる。

【0068】

このように、増幅回路１を伝送される高周波信号の電力に応じて動作モードを切り替えることで、高周波信号の歪の発生を抑制することができる。なお、動作モードの切替条件については、これに限定されない。例えば、高周波信号の通信バンド（周波数帯域）によって動作モードが切り替えられてもよい。

【0069】

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る増幅回路１は、増幅経路９１に配置された低雑音増幅器１０と、低雑音増幅器１０をバイパスするバイパス経路９２に直列に接続されたスイッチ６１及び６２と、バイパス経路９２のスイッチ６１とスイッチ６２との間に少なくとも一端が接続されたキャパシタ７１又は７２と、バイパス経路９２とグランドとの間に接続されたスイッチ６３と、を備える。スイッチ６３は、スイッチ６１とスイッチ６２との間に接続されている。

【0070】

これにより、バイパス経路９２を高周波信号が伝送される場合、すなわち、バイパスモードの場合に、キャパシタ７１又は７２がバイパス経路９２の入出力端子間でのインピーダンスを整合させることができる。よって、バイパス経路９２を伝送される高周波信号の損失を低減することができる。

【0071】

また、増幅経路９１を高周波信号が伝送される場合、すなわち、増幅モードの場合に、スイッチ６１及び６２を制御することで、バイパス経路９２を増幅経路９１から切り離すことができる。このため、バイパス経路９２への信号の流入が抑制され、増幅経路９１を伝送される高周波信号の損失を低減することができる。

【0072】

また、増幅モードの場合にスイッチ６３を制御することで、切り離したバイパス経路９２をグランドに接続することができる。バイパス経路９２の電位を安定させることで、増幅経路９１に与える影響を抑制することができ、高周波信号のノイズを低減することができる。

【0073】

また、例えば、キャパシタ７１は、バイパス経路９２に直列に接続されている。

【0074】

例えば、スイッチ回路３０のオフ容量は、高周波信号の伝送経路に対してシャント容量となる。シャント容量に起因するインピーダンスのずれは、バイパス経路９２に直列に接続されたキャパシタ７１を設けることで、簡単に整合させることができる。

【0075】

また、例えば、増幅回路１は、バイパス経路９２とグランドとの間に接続されたキャパシタ７２を備える。

【0076】

これにより、インピーダンス整合を取れる範囲が広くなる。このため、スイッチ回路３０並びにフィルタ５１、５２、５３及び５４などによるインピーダンスのずれが大きくてもインピーダンスを整合させることができる。

【0077】

また、例えば、キャパシタ７２は、スイッチ６１とキャパシタ７１との間に接続されている。スイッチ６３は、キャパシタ７１とスイッチ６２との間に接続されている。

【0078】

これにより、バイパス経路９２にはインダクタを接続せずに、バイパス経路９２のインピーダンスを整合させることができる。インダクタによる信号の損失を抑制することができる。

【0079】

また、例えば、増幅回路１は、増幅経路９１とグランドとの間に接続されたスイッチ６４を備える。

【0080】

これにより、バイパスモードではスイッチ６４をオンにすることで、ノードＮ１から増幅経路９１に漏れた信号成分をグランドに伝搬させることができる。このため、増幅経路９１に漏れた信号成分が低雑音増幅器１０を通過してバイパス経路９２の出力端子から再流入するのを抑制することができる。このように、バイパスモードにおけるバイパス経路９２と増幅経路９１とのループ回路を切断することができるので、信号の損失を低減することができる。

【0081】

また、例えば、増幅回路１は、低雑音増幅器１０の入力側で増幅経路９１に直列に接続されるインダクタ８０を備える。スイッチ６４は、インダクタ８０と低雑音増幅器１０の入力端との間に接続されている。

【0082】

これにより、インダクタ８０は、増幅モードでは、シリーズインダクタとして増幅経路９１のインピーダンスを整合させる素子として機能する。このため、増幅モードにおける信号の損失を低減することができる。また、バイパスモードでは、スイッチ６４をオンすることで、インダクタ８０がバイパス経路９２に対するシャントインダクタとして機能させることができる。このため、インピーダンス整合を取れる範囲が広くなるので、信号の損失をより低減することができる。

【0083】

また、例えば、増幅回路１は、増幅経路９１の入力端子に接続されたスイッチ回路３０を備える。

【0084】

これにより、キャパシタ７１又は７２によって、スイッチ回路３０とバイパス経路９２とのインピーダンスを整合させることができる。

【0085】

また、例えば、スイッチ回路３０は、増幅経路９１の入力端子に接続された端子３０ａと、複数の端子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅと、を含む。

【0086】

これにより、スイッチ回路３０の端子３０ａに接続されていない選択端子は、スイッチ回路３０のオフ容量として機能するので、バイパス経路９２のインピーダンスが所望値（例えば５０Ω）からずれる要因となる。このため、バイパス経路９２にキャパシタ７１又は７２を接続することによりインピーダンスを整合させることが、信号の損失の低減により有用となる。

【0087】

また、例えば、増幅回路１は、複数の端子３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ及び３０ｅにそれぞれ接続された複数のフィルタ５１、５２、５３及び５４を備える。

【0088】

これにより、信号を通過させるフィルタを選択可能になるので、複数の通信バンドの信号を選択的に伝送させることができる。

【0089】

また、例えば、複数のフィルタ５１、５２、５３及び５４はそれぞれ、弾性波フィルタである。

【0090】

これにより、弾性波フィルタは容量性の構造を有するので、バイパス経路９２のインピーダンスが所望値（例えば５０Ω）からずれる要因となる。このため、バイパス経路９２にキャパシタ７１又は７２を接続することによりインピーダンスを整合させることが、信号の損失の低減により有用となる。

【0091】

また、例えば、増幅回路１は、増幅経路９１の入力端子に接続された弾性波フィルタを備えてもよい。

【0092】

スイッチ回路３０が設けられていない場合であっても、弾性波フィルタは容量性の構造を有するので、バイパス経路９２のインピーダンスが所望値（例えば５０Ω）からずれる要因となる。このため、バイパス経路９２にキャパシタ７１又は７２を接続することによりインピーダンスを整合させることが、信号の損失の低減により有用となる。

【0093】

また、例えば、低雑音増幅器１０は、増幅経路９１を伝送される受信信号を増幅する。

【0094】

これにより、受信信号の損失を低減することができる。

【0095】

また、本実施の形態に係る通信装置４は、増幅回路１と、増幅回路１で伝送される高周波信号を処理するＲＦＩＣ３と、を備える。

【0096】

これにより、上述した増幅回路１と同様に、高周波信号の損失を低減することができる。

【0097】

（その他）
以上、本発明に係る増幅回路及び通信装置について、上記の実施の形態などに基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

【0098】

例えば、バイパス経路９２には、キャパシタ７１が接続されていなくてもよい。この場合、バイパス経路９２とグランドとに接続されたキャパシタ７２が第１キャパシタの一例となる。すなわち、増幅回路１が備える第１キャパシタは、バイパス経路９２に直列に接続されたシリーズキャパシタでなくてもよい。

【0099】

また、例えば、キャパシタ７２は、バイパス経路９２においてキャパシタ７１とスイッチ６３との間に接続されていてもよい。すなわち、キャパシタ７２の一端が接続されるノードＮ２は、キャパシタ７１とノードＮ３との間に位置していてもよい。

【0100】

あるいは、キャパシタ７２は、バイパス経路９２においてスイッチ６３とスイッチ６２との間に接続されていてもよい。すなわち、キャパシタ７２の一端が接続されるノードＮ２は、ノードＮ３とスイッチ６２との間に位置していてもよい。

【0101】

また、スイッチ６３は、バイパス経路９２においてスイッチ６１とキャパシタ７２との間に接続されてもよい。すなわち、スイッチ６３の一端が接続されるノードＮ３は、スイッチ６１とノードＮ２との間に位置していてもよい。

【0102】

また、スイッチ６３は、バイパス経路９２においてキャパシタ７２とキャパシタ７１との間に接続されていてもよい。すなわち、スイッチ６３の一端が接続されるノードＮ３は、ノードＮ２とキャパシタ７１との間に位置していてもよい。

【0103】

また、例えば、フィルタ５１、５２、５３及び５４はそれぞれ、ＬＣフィルタであってもよい。

【0104】

また、例えば、増幅回路１は、低雑音増幅器１０の代わりに、送信信号を増幅する電力増幅器を備えてもよい。増幅回路１は、電力増幅器が接続された増幅経路と、当該電力増幅器をバイパスするバイパス経路を備えてもよい。

【0105】

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【0106】

以下に、上記各実施の形態に基づいて説明した増幅回路及び通信装置の特徴を示す。

【0107】

＜１＞
第１経路に配置された増幅器と、
前記増幅器をバイパスする第２経路に直列に接続された第１スイッチ及び第２スイッチと、
前記第２経路の前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に少なくとも一端が接続された第１キャパシタと、
前記第２経路とグランドとの間に接続された第３スイッチと、を備え、
前記第３スイッチは、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間に接続されている、
増幅回路。

【0108】

＜２＞
前記第１キャパシタは、前記第２経路に直列に接続されている、
＜１＞に記載の増幅回路。

【0109】

＜３＞
前記第２経路とグランドとの間に接続された第２キャパシタを備える、
＜１＞又は＜２＞に記載の増幅回路。

【0110】

＜４＞
前記第２キャパシタは、前記第１スイッチと前記第１キャパシタとの間に接続され、
前記第３スイッチは、前記第１キャパシタと前記第２スイッチとの間に接続されている、
＜３＞に記載の増幅回路。

【0111】

＜５＞
前記第１経路とグランドとの間に接続された第４スイッチを備える、
＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の増幅回路。

【0112】

＜６＞
前記増幅器の入力側で前記第１経路に直列に接続されるインダクタを備え、
前記第４スイッチは、前記インダクタと前記増幅器の入力端との間に接続されている、
＜５＞に記載の増幅回路。

【0113】

＜７＞
前記第１経路の入力端子に接続されたスイッチ回路を備える、
＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の増幅回路。

【0114】

＜８＞
前記スイッチ回路は、前記第１経路の前記入力端子に接続された共通端子と、複数の選択端子と、を含む、
＜７＞に記載の増幅回路。

【0115】

＜９＞
前記複数の選択端子にそれぞれ接続された複数のフィルタを備える、
＜８＞に記載の増幅回路。

【0116】

＜１０＞
前記複数のフィルタはそれぞれ、弾性波フィルタである、
＜９＞に記載の増幅回路。

【0117】

＜１１＞
前記第１経路の入力端子に接続された弾性波フィルタを備える、
＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の増幅回路。

【0118】

＜１２＞
前記増幅器は、前記第１経路を伝送される受信信号を増幅する低雑音増幅器である、
＜１＞～＜１１＞のいずれか１つに記載の増幅回路。

【0119】

＜１３＞
＜１＞～＜１２＞のいずれか１つに記載の増幅回路と、
前記増幅回路で伝送される高周波信号を処理するＲＦ信号処理回路と、を備える、
通信装置。

【産業上の利用可能性】

【0120】

本発明は、マルチバンド／マルチモード対応のフロントエンド回路などとして、携帯電話などの通信機器に広く利用できる。

【符号の説明】

【0121】

１ 増幅回路
２ アンテナ
３ ＲＦＩＣ
４ 通信装置
１０ 低雑音増幅器
２０、３０、４０ スイッチ回路
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ 端子
５１、５２、５３、５４ フィルタ
６１、６２、６３、６４ スイッチ
７１、７２ キャパシタ
８０ インダクタ
９１ 増幅経路
９２ バイパス経路
１００ アンテナ接続端子
１１０ 高周波出力端子
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４ ノード

【図1】

【図2】

【図3】